№73-2
Нова методика визначення параметрів буропідривних робіт для проведення горизонтальних і похилих гірничих виробок
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. 2023, 73:16-32
https://doi.org/10.33271/crpnmu/73.016
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Розробка нової методики розрахунку параметрів буропідривних робіт (БПР) для проведення горизонтальних і похилих гірничих виробок з урахуванням тиску продуктів вибуху, межі міцності порід на стискання, їх структурної будови, тріщинуватості та ущільнення під дією гірського тиску.
Методика дослідження. З використанням загальновідомих законів теорії пружності та основних положень квазістатично-хвильової гіпотези механізму руйнування твердого середовища вибухом, розроблено методику визначення параметрів БПР для проведення гірничих виробок, в основу якої покладено принцип розміщення груп шпурів за площами, які вони займають у вибою виробки та розташування їх за відбійними контурами. Для встановлення придатності розробленої нової методики до розрахунків параметрів БПР проведено її апробацію в умовах реального об’єкту.
Результати дослідження. Розроблено методику розрахунку параметрів БПР при проведенні гірничих виробок, в основу якої покладено принцип розміщення груп шпурів за площами, які вони займають у вибою виробки та розташування їх за відбійними контурами. Перший етап методики включає в себе розрахунок і проєктування прямих врубів, відстань між шпурами в яких визначається за радіусом зони зминання. Другий етап методики включає розрахунок: питомих і загальних витрат вибухової речовини (ВР) на вибій, величину лінії найменшого опору (ЛНО) для шпуру за радіусом зони інтенсивного подрібнення, площ груп шпурів, кількість шпурів, розрахункову та фактичну відстань між шпурами, фактичну величину заряду на шпур, фактичні питомі і загальні витрати ВР на вибій. Проведено апробацію розробленої методики в умовах діючої рудної шахти при проведенні гірничої виробки за допомогою наливної емульсійної вибухової речовини (ЕВР) Україніт-ПП-2, для якої були розраховані параметри БПР за розробленою методикою. Пробними вибухами отримано добрі результати підривання вибою виробки, рівномірне подрібнення руди та встановлено високий коефіцієнт використання шпурів.
Наукова новизна. Параметри розташування шпурів у вибою виробки реалізовано за степеневою закономірністю зміни ЛНО залежно від діаметру шпуру, тиску продуктів вибуху, межі міцності порід на стискання, їх структурної будови, тріщинуватості та ущільнення під дією гірського тиску.
Практичне значення. Розроблена методика визначення параметрів БПР, для проведення горизонтальних і похилих гірничих виробок, дозволяє раціоналізувати рівномірне розташування шпурів у вибою та здійснити ресурсозбереження при виконанні прохідницьких робіт до 18%.
Ключові слова: шпур, вибухова речовина, буропідривні роботи, зона інтенсивного подрібнення, лінія найменшого опору.
Перелік посилань
1. Persson, P.-A., Holmberg, R., & Lee, J. (2018). Rock Blasting and Explosives Engineering. CRC Press.
https://doi.org/10.1201/9780203740514
2. Lyashenko, V., Vorob’ev, A., Nebohin, V., & Vorob’ev, K. (2018). Improving the efficiency of blasting operations in mines with the help of emulsion explosives. Mining of Mineral Deposits, 12(1), 95-102.
https://doi.org/10.15407/mining12.01.095
3. Гамаюнов, В.В., Друцько, В.П., Гнездилов, В.Г., Алфьоров, Б.В., & Шаповал, Ю.С. (2004). Про напрям розвитку технології спорудження горизонтальних та похилих гірничих виробок у складних гірничо-геологічних умовах. Геотехнічна механіка, (51), 92–102.
4. Krysin, R.S., Ishchenko, N.I., Klimenko, V.A., Piven, V.A., & Kuprin, V.P. (2004). Explosive ukranit-PM-1: Equipment and fabrication technology. Gornyi Zhurnal, (8), 32-37.
5. Myronova, I. (2015). The level of atmospheric pollution around the iron-ore mine. New Developments in Mining Engineering 2015, 193-197.
http://doi.org/10.1201/b19901-35
6. Myronova, I. (2016). Prediction of contamination level of the atmosphere at influence zone of iron-ore mine. Mining of Mineral Deposits, 10(2), 64-71.
http://doi.org/10.15407/mining10.02.0064
7. Kholodenko, T., Ustimenko, Y., Pidkamenna, L., & Pavlychenko, A. (2014). Ecological safety of emulsion explosives use at mining enterprises. Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining, 255-260.
http://doi.org/10.1201/b17547-45
8. Mironova, I., & Borysovs’ka, O. (2014). Defining the parameters of the atmospheric air for iron ore mines. Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining, 333-339.
http://doi.org/10.1201/b17547-57
9. Kholodenko, T., Ustimenko, Y., Pidkamenna, L., & Pavlychenko, A. (2015). Technical, economic and environmental aspects of the use of emulsion explosives by ERA brand in underground and surface mining. New Developments in Mining Engineering 2015, 211-219.
http://doi.org/10.1201/b19901-38
10. Курінний, В.П. (2018). Теоретичні засади вибухового руйнування гірських порід. Економіка.
11. Andrievskii, A.P., Kutuzov, B.N., Polovov, B.D., & Matveev, P.F. (1997). Influence of physical and mechanical properties and fissuring of a solid mass on the parameters of the resulting explosion funnel in breaking an exposed surface. Journal of Mining Science, 33(4), 345-347.
https://doi.org/10.1007/bf02765853
12. Kononenko,M., & Khomenko,O. (2021). New theory for the rock mass destruction by blasting. Mining of Mineral Deposits, 15(2), 111-123.
https://doi.org/10.33271/mining15.02.111
13. Stupnik, M., Kalinichenko, V., Rymarchuk, B., Pysmennyi, S., Fedko, M., & Kalinichenko, E. (2018). Improvement of the method of drilling and blasting operations at the use ofexplosive substance "Ukrainite" in underground mining works. Technology audit and production reserves, 6/1(44), 29–35.
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.152055.
14. Кононенко, М.М., Хоменко, О.Є., Садовенко, І.О., & Соболєв, В.В. (2023). Математичне моделювання зон руйнування масиву порід вибухом. Збірник наукових праць НГУ, (72), 40-52.
https://doi.org/10.33271/crpnmu/72.040
15. Andrievskii, A.P., Kutuzov, B.N., Matveev, P.F., & Nikolaev, Y.I. (1996). Formation of the blast crater in a rock mass blast-loaded by column charges. Journal of Mining Science, 32(5), 390-394.
https://doi.org/10.1007/bf02046160
16. Sobolev, V.V., Kulivar, V.V., Kyrychenko, O.L., Kurliak, А.V., & Balakin, О.O. (2020). Evaluation of blast wave parameters within the near-explosion zone in the process of rock breaking with borehole charges. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 47-52.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-2/047
17. Torbica, S., & Lapčević, V. (2015). Estimating extent and properties of blast-damaged zone around underground excavations. Rem: Revista Escola de Minas, 68(4), 441-453.
https://doi.org/10.1590/0370-44672015680062
18. 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.
https://doi.org/10.33271/nvngu/2021-2/069
19. Andrievskii, A. (1993). Calculation of optimal parameters for drill-and-blast operation chart in mining with direct slot stage cutting. Journal Of Mining Science, 28(5), 456-461.
https://doi.org/10.1007/bf00711129
20. Andrievskii, A., Kutuzov, B., Matveev, P., & Nikolaev, Y. (1997). Formation of a crumpling zone in a rock mass blasted by columnar charges. Journal Of Mining Science, 33(1), 31-36.
https://doi.org/10.1007/bf02765425
21. Kononenko, M., Khomenko, O., & Korobka, Ye. (2021). Parameters of drilling-and-blasting operations for mine workings construction. Fiziko-Tehničeskie Problemy Gornogo Proizvodstva, (23), 54-71.
https://doi.org/10.37101/ftpgp23.01.004
22. Khomenko, O., Rudakov, D. & Kononenko, M. (2011). Automation of drill and blast design. Technical And Geoinformational Systems In Mining. 271-275.
http://doi.org/10.1201/b11586-45
23. Khomenko, O., Kononenko, M., Myronova, I., & Savchenko, M. (2019). Application of the emulsion explosives in the tunnels construction. E3S Web of Conferences, 123, 01039.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301039
24. 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.
https://doi.org/10.33271/mining13.03.022
25. Kononenko,M., Khomenko,O., Myronova,I., & Kovalenko,I. (2022). Economic and environmental aspects of using mining equipment and emulsion explosives for ore mining. Mining Machines, 40(2), 88-97.
https://doi.org/10.32056/KOMAG2022.2.4
