№80-9
Порівняльний аналіз тривалого впливу масових вибухів на властивості скельних масивів з адаптивною інтерпретацією результатів спостережень
Д.А. Тітов1, С.М. Генкуленко2, Ю.І. Григор’єв1, В.Я. Козаріз1, С.І. Балик1
1Криворізький національний університет, Кривий Ріг, Україна
2ТОВ «РУДОМАЙН», Кривий Ріг, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 80:93–104
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.093
АНОТАЦІЯ
Мета. Головною метоюпредставленого дослідження є аналіз результатів масових промислових вибухів у кар’єрі, розташованому в одному з центральних районів міста, поруч з другим сумірним йому кар’єром й оточеному іншими промисловими об’єктами, житловими та громадськими будівлями з розвиненою міською інфраструктурою, а також – оцінка еволюції наслідків регулярних вибухів протягом тривалих періодів.
Методика дослідження – системне узагальнення даних реєстрації проявів масових вибухів для обґрунтування найбільш раціональної адаптації параметрів підривання гірських порід до встановлених закономірних темпоральних відхилень результатів масових вибухів.
Результати. Для перевірки робочої гіпотези, яка полягала в тому, що головним чинником даного процесу є постійне регулярне, тривале вибухове струшування породного масиву, внаслідок якого його природня блочність піддається наростаючому техногенному розвитку в результаті «проробки» первинних структурних тріщин по граням блоків-окремостей масиву, було виконано порівняльний аналіз даних спостережень за масовими. Компаративно-каузальний аналіз підтвердив вірність вихідної гіпотези і визначив орієнтовний діапазон відмічених змін та їх закономірність, що значно полегшує пошук адаптивних заходів та коригування параметрів технології масових вибухів у кар’єрі з виключно обмеженими можливостями щодо діапазону варіювання в ньому параметрів вибухової технології внаслідок розташування в центральній частині міста.
Наукова новизна статті полягає в комплексному компаративному аналізі довготривалого впливу масових вибухів на зміну фізико-механічних властивостей скельних масивів. Запропонована і експериментально підтверджена авторська гіпотеза, яка пояснює втрату 9–12% енергії масового вибуху тим, що частина енергії вибуху втрачається на переміщення блоків і стирання заповнювача тріщин і тим самим вперше пояснює невідповідність між розрахунковими та фактичними параметрами енергетичних ефектів вибуху. Таким чином, набула подальшого розвитку ідея адаптивного підходу до проєктування масових вибухів, яка враховує історичні зміни властивостей масиву та їх вплив на ефективність підривання.
Практичне значення. Отримані результати спрощують адаптивне коригування параметрів масового вибуху з урахуванням тривалості експлуатації родовища із застосуванням буро-підривних технологій, а також умов розробки масивів гірських порід складної, техногенно зумовленої структури.
Ключові слова: кар’єр, породний масив, підривання, гірська порода, свердловинний заряд, масовий вибух.
Перелік посилань
1. Rehman, A. U., Emad, M. Z., & Khan, M. U. (2021). Improving the environmental and economic aspects of blasting in surface mining by using stemming plugs. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 121(7), 269–377. https://doi.org/10.17159/2411-9717/1573/2021
2. Frolov, O.O., & Beltek, M.I. (2022). Investigation of the influence of rock mass fracture on the structural weakening coefficient. Scientific Edition of the State University «Zhytomyr Polytechnic», Technical Engineering, 2(90), 183–192. https://doi.org/10.26642/ten-2022-2(90)-183-192
3. Kovrov, O.S., & Tereshchuk, R.M. (2020). Analysis of approaches to determining the strength characteristics of rocks for predicting the landslide hazard of slopes. Scientific and Technical Journal «Modern Technologies, Materials and Structures in Construction», 1, 63–72. http://doi.org/10.31649/2311-1429-2020-1-63-72
4. Boshoff, D., & Webber-Youngman, R. C. (2011). Testing stemming performance, possible or not? J. South. Afr. Inst. Min. Metall, 111, 871–874.
5. Fourney, W. L., Barker, D. B., & Holloway, D. C. (1981). Model studies of explosive well stimulation techniques. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 18(2), 113–127. https://doi.org/10.1016/0148-9062(81)90737-3
6. Azarian, V., Lutsenko, S., Zhukov, S., Skachkov, A., Zaiarskyi, R., & Titov, D. (2020). Applied scientific and systemic problems of the related ore-dressing plants interaction in the event of decommissioning the massif that separates their quarries. Mining of Mineral Deposits, 14(1), 1–10. https://doi.org/10.33271/mining14.01.001
7. Minieiev, S. (2021). Justification of the parameters for safe blasting of floor rocks in the roadway driven through the hazardous by outbursts sandstones. Geo-Technical Mechanics, 159, 11–29. https://doi.org/10.15407/geotm2021.159.011
8. Beltek, M.I. & Frolov, O.O. (2023). Determination of the influence of the degree of fracturing of the rock mass on the index of reduction of its strength. Collection of Research Papers of the National Mining University, 74, 7–18. https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.007
9. Tymoshchuk V. & Tymoshchuk Y. (2023). Mathematical modeling of the geomechanical stateof a manufactured rock mass under the conditionsof seismic loading. Collection of Research Papers of the National Mining University, 74, 163–179. https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.163
10. Скачков, А.А. (2018). Просторова спрямованість енергії комбінованих свердловинних зарядів за диференційованого енергонасичення масиву порід. Збірник наукових праць НГУ, 55, 88–96. http://znp.nmu.org.ua/pdf/2018/55/10.pdfhttp://znp.nmu.org.ua/pdf/2018/55/10.pdf
11. Скачков, А. А., & Жуков, С. О. (2016). Формування напруженого стану приконтурної зони уступу. Вісник Криворізького національного університету, (43), 147–153. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2023-1-57
12. Dortman, N. B. (1984). Fizicheskie svoystva gornykh porod i poleznykh iskopaemykh (petrofizika). Spravochnik geofizika (2nd ed., revised and enlarged). Nedra.
13. Lomtadze, V. D. (1990). Fiziko-mekhanicheskie svoystva gornykh porod. Metody laboratornykh issledovaniy. Nedra.
14. Malykh, D., Eremenko, G., & Titov, D. (2024). Parametric evolutions of explosive fracture zones in the explosion of series of blasthole charges with a complex structure. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1348(1), 012083. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012083
15. Hryhoriev, Y., Lutsenko, S., Shvets, Y., Kuttybayev, A., & Mukhamedyarova, N. (2024). Predictive calculation of blasting quality as a tool for estimation of production cost and investment attractiveness of a mineral deposit development. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1415(1), 012027. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1415/1/012027
16. Shi, X., Zhang, Z., Qiu, X., & Luo, Z. (2023). Experiment Study of Stemming Length and Stemming Material Impact on Rock Fragmentation and Dynamic Strain. Sustainability, 15(17), 13024. https://doi.org/10.3390/su151713024
