№69-04
Чисельне моделювання лінії найменшого опору при підриванні зарядів
М.М. Кононенко1, О.Є. Хоменко1, А.В. Косенко2
1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2 Відділення фізики гірничих процесів Інституту геотехнічної механіки ім. М.С.Полякова НАН України, Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 69:43-57
https://doi.org/10.33271/crpnmu/69.043
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Встановити аналітичну закономірність розрахунку максимальної величини лінії найменшого опору (ЛНО) заряду вибухової речовини (ВР) з урахуванням фізико-механічних властивостей масиву порід та детонаційних характеристик вибухівки.
Методика дослідження. Чисельним моделюванням методом скінченних елементів (МСЕ) за зміною напружено-деформованого стану моделі встановлено величину ЛНО при різних діаметрах зарядної порожнини, тиску продуктів вибуху та межі міцності порід на розтягання. Регресійним аналізом отримано емпіричну закономірність зміни ЛНО залежно від фізико-механічних властивостей масиву порід та детонаційних характеристик ВР. Математичним моделюванням встановлено аналітичні закономірності розрахунку ЛНО за зонами тріщиноутворення та інтенсивного подрібнення.
Результати дослідження. За зміною напруженого стану матеріалу моделі навколо зарядної порожнини встановлено емпіричну закономірність зміни максимальної величини ЛНО залежно від діаметру зарядної порожнини та діаметру самого заряду ВР, щільності та швидкості детонації ВР, межі міцності моделі на стискання та зсув. За розробленою розрахунковою схемою отримано аналітичні закономірності розрахунку ЛНО за зонами тріщиноутворення та інтенсивного подрібнення. Порівнянням результатів розрахунку ЛНО за отриманими закономірностями обрано найбільш коректну формулу розрахунку ЛНО, якою виявилась аналітична закономірність розрахунку ЛНО за зоною інтенсивного подрібнення.
Наукова новизна. Встановлено степеневу закономірність визначення ЛНО заряду ВР, що комплексно враховує радіус зони зминання, діаметр зарядної порожнини та заряду, щільність і швидкість детонації вибухівки, межу міцності порід на стискання, їх тріщинуватість та ущільнення під дією гірського тиску, що дозволяє розраховувати параметри буропідривних робіт (БПР) для відбивання масиву за зоною інтенсивного подрібнення.
Практичне значення. Результатами досліджень отримано аналітичну закономірність розрахунку ЛНО заряду ВР за зоною інтенсивного подрібнення, використання якої дозволить раціоналізувати параметри БПР при видобуванні руд за допомогою промислових ВР.
Ключові слова: вибухова речовина, зарядна порожнина, напружено-деформованого стан, зона інтенсивного подрібнення, лінія найменшого опору
Перелік посилань
1. Вилкул, Ю.Г., Сторчак, С.А., Яременко, В.И., & Кравцов, Н.К. (2011). Рациональная разработка и обогащение железорудного сырья Криворожского бассейна. Качество минерального сырья, 20-25.
2. Коваленко, И.Л., Ступник, Н.И., Короленко, М.К., Полторащенко, С.П., Карапа, И.А., Киященко, Д.В., & Небогин, В.З. (2016). Особенности технологии формирования скважинных зарядов эмульсионными ВВ Украинит в подземных условиях. Вісник Криворізького національного університету, (41), 3-6.
3. Ткачук, К.Н., & Федоренко, П.И. (1990). Взрывные работы в горнорудной промышленности. Вища школа.
4. Тараютін, В.М., & Косенко, А.В. (2018). Обґрунтування ресурсозберігаючих технологічних процесів при підземному видобутку різносортних залізних руд Кривбасу. Вісник Криворізького національного університету, (46), 152–159.
5. Tarasyutin, V.M. (2015). Geotechnology features of high quality martite ore from deep mines of Kryvyi Rih basin. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 54–60.
6. Родионов, В.Н., Адушкин, В.В., Костюченко, В.Н., Николаевский, В.Н., Ромашов, А.Н., & Цветков, В.М. (1971). Механический эффект подземного взрыва. Недра.
7. Баум, Ф.А., Орленко, Л.П., & Станюкович, К.П. (1975). Физика взрыва. Наука.
8. Носков, В.Ф. Камащенко, В.И., & Жабин, Н.И. (1982). Буровзрывные работы на открытых и подземных разработках. Недра.
9. Садовский, М.А. (2004). Избранные труды. Геофизика и физика взрыва..
10. Адушкин, В.В., & Спивак, А.А. (2007). Подземные взрывы. Наука.
11. Кудрявцев, М.И., & Гайдуков, В.С. (2011). К вопросу о путях снижения выхода негабаритных фракций обрушенной руды при подземной разработке богатых руд Кривбасса. InСталий розвиток гірничо-металургійної промисловості(pp. 25–26). КТУ.
12. Kononenko, M., & Khomenko, O. (2021). New theory for the rock mass destruction by blasting. Mining Of Mineral Deposits, 15(2), 111-123.
http://doi.org/10.33271/mining15.02.111
13. Терпигорев, А.М. (1961). Справочник по горнорудному делу. Подземные работы. Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу.
14. Khomenko, O., Kononenko, M., Myronova, I., & Savchenko, M. (2019). Application of the emulsion explosives in the tunnels construction. E3S Web of Conferences, 123, 01039.
http://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301039
15. Kononenko, M., Khomenko, O., Savchenko, M., & Kovalenko, I. (2019). Method for calculation of drilling-and-blasting operations parameters for emulsion explosives. Mining of Mineral Deposits, 13(3), 22-30.
http://doi.org/10.33271/mining13.03.022
16. Khomenko, O., Kononenko, M., & Myronova, I. (2017). Ecological and technological aspects of iron-ore underground mining. Mining of Mineral Deposits, 11(2), 59–67.
http://doi.org/10.15407/mining11.02.059
17. Kononenko, M., Khomenko, O., Kovalenko, I., & Savchenko, M. (2021). Control of density and velocity of emulsion explosives detonation for ore breaking. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 69-75.
http://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/069
18. Алямовский, А.А. (2015). SolidWorksSimulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации. ДМК Пресс.
19. Мухутдинов, А.Р., & Ефимов, М.Г. (2018). Основы применения ANSYSAutodynдля решения задач моделирования быстропротекающих процессов. КНИТУ.
20. Беляев, Н.М. (1962). Сопротивление материалов. Физматгиз.
21. Волчков, В.М., Кожанова, Т.Е., Стяжин, В.Н. (2019). Моделирование физических процессов в SolidWorksSimulation. ВолгГТУ.
22. Torbica, S., & Lapcevic, V. (2015). Estimating extent and properties of blast-damaged zone around underground excavations. Revista Escola de Minas, 68(4), 441-453.
http://doi.org/10.1590/0370-44672015680062
23. Kononenko, M., & Khomenko, O. (2021). Mathematic simulation for the rock mass destruction by blasting. In Physical and Chemical Geotechnologies (pp. 27–37). DUT.
http://doi.org/10.15407/pcgt.21.05
24. Khomenko, O., Kononenko, M., & Savchenko, M. (2018). Technology of underground mining of ore deposits. DUT.
http://doi.org/10.33271/dut.001
