Теоретические аспекты технологии взрывной отбойки блочного камня
Автор: Ковалевский В.Н., Мысин А.В., Сушкова В.И.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Разработка месторождений полезных ископаемых
Статья в выпуске: 2 т.9, 2024 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрены условия, необходимые для применения технологии взрывной отбойки блочного камня из скальных горных пород, что актуально для повышения качества отбиваемых камнеблоков. Приведены рациональные параметры взрывной отбойки камнеблоков зарядами эластичными трубчатыми (ЗЭТ) «Гранилен». Определен подход к предварительной оценке зоны нарушенности блочного камня при различных режимах взрывного нагружения. Рассмотрена взаимосвязь между расходом взрывчатых веществ (ВВ) и нарушенностью камнеблоков при возможных расстояниях между шпурами. Исследован механизм создания протяженной плоскости разрыва в массиве горных пород. Установлена определяющая роль волн напряжений при формировании протяженной магистральной трещины по линии шпуровых зарядов. Показана возможность локализации зоны наведенной трещиноватости за счет регулирования условий взаимодействия волн напряжений. Приведены результаты численного моделирования полей напряжений при взрыве одиночных и системы из двух зарядов ЗЭТ «Гранилен», что позволило оценить зоны наведенной трещиноватости и условий формирования магистральной трещины отрыва. Эффективность взрывной отбойки значительно возрастает за счет ориентации линии предполагаемого отрыва монолита параллельно плоскости наилучшего раскола, учитывая при этом анизотропию физико-механических свойств гранитов. Исследование подтверждает возможности повышения выхода товарных блоков при подборе рациональных параметров взрывной отбойки.
Блочный массив, параметры буровзрывных работ, направленный расход, конструкция заряда, импульс взрыва, давление продукта взрыва, эпюры напряжений, динамический предел прочности, шероховатость, наведенная трещиноватость
Короткий адрес: https://sciup.org/140306914
IDR: 140306914 | DOI: 10.17073/2500-0632-2023-12-187
Список литературы Теоретические аспекты технологии взрывной отбойки блочного камня
- Careddu N. Dimension stones in the circular economy world. Resources Policy. 2019;60:243–245. https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2019.01.012
- Paramonov G. P., Kovalevskyi V. N., Mysin A. V. Determination of the conditions of an effective functioning of elongated cumulative charges in processing the marble stone. Key Engineering Materials. 2020;836:19–24. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.836.19
- Боровиков В. А., Ванягин И. Ф. К расчету параметров волн напряжений при взрыве удлиненного заряда в горных породах. Взрывное дело. 1976;(76/38):74–85. Borovikov V. A., Vanyagin I. F. About calculation of parameters of stress waves when blasting an elongated charge in rocks. Vzryvnoe Delo. 1976;(76/38):74–85. (In Russ.)
- Skublov S. G., Petrov D. A., Galankina O. L. et al. Th-rich zircon from a pegmatite vein hosted in the Wiborg Rapakivi Granite Massif. Geosciences. 2023;13(12):362. https://doi.org/10.3390/geosciences13120362
- Ишейский В. А., Рядинский Д. Э., Магомедов Г. С. Повышение качества дробления горных пород взрывом за счет учета структурных особенностей взрываемого массива. Горный информационно- аналитический бюллетень. 2023;(9–1):79–95. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_79 Isheisky V. A., Ryadinskii D. E., Magomedov G. S. Increasing the quality of fragmentation of blasting rock mass ased on accounting for structural features of massif in the blast design. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(9–1):79–95. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_79
- Ковалев А. В. Направления совершенствования взрывной технологии добычи блочного камня в массиве с интенсивной трещиноватостью. Горные науки и технологии. 2018;(1):23–34. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2018-1-23-34 Kovalev A. V. Ways of improving blasting methods of dimensional stone quarrying in intensively fractured rock mass. Mining Science and Technology (Russia). 2018;(1):23–34. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2018-1-23-34
- Pal Roy P. Emerging trends in drilling and blasting technology: concerns and commitments. Arabian Journal of Geosciences. 2021;14:652. https://doi.org/10.1007/s12517-021-06949-z
- Sanchidrián J. A., García-Bermudez P., Jimeno C. L. Optimization of granite splitting by blasting using notched holes. International Journal for Blasting and Fragmentation. 2000;4(1):1–11. https://doi.org/10.1080/13855140009408059
- Господариков А. П., Ревин И. Е., Морозов К. В. Композитная модель анализа данных сейсмического мониторинга при ведении горных работ на примере Кукисвумчоррского месторождения АО «Апатит». Записки Горного института. 2023;262:571–580. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.9 Gospodarikov A. P., Revin I. E., Morozov K. V. Composite model of seismic monitoring data analysis during mining operations on the example of the Kukisvumchorrskoye deposit of AO Apatit. Journal of Mining Institute. 2023;262:571–580. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.9
- Барон Л. И., Турчанинов H. A., Ключников A. B. Нарушенность пород при контурном взрывании. Л.: Наука; 1975. 339 с. Baron L. I., Turchaninov N. A., Klyuchnikov A. B. Rock disturbance when using blasting by presplitting method. Leningrad: Nauka Publ.; 1975. 339 p. (In Russ.)
- Боровиков В. А., Ванягин И. Ф. Техника и технология взрывных работ. Л.: Изд-во ЛГИ; 1985. 92 с. Borovikov V. A., Vanyagin I. F. Blasting methods and technology. Leningrad: LGI Publ. House; 1985. 92 p. (In Russ.)
- Зырянов И. В., Бондаренко И. Ф., Ковалевич С. В., Ким С. И. Влияние взрыва скважинного заряда с радиальным зазором на качество разрушения алмазоносной руды. Горный информационно-аналтический бюллетень. 2022;(5–2):58–71. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_52_0_58 Ziryanov I. V., Bondarenko I. F., Kovalevich S. V., Kim S. I. Influence of the explosion of a borehole charge with a radial gap on the quality of destruction of diamond-bearing ore. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2022;(5–2):58–71. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_52_0_58
- Маринин М. А., Евграфов М. В., Должиков В. В. Производство взрывных работ на заданный гранулометрический состав руды в рамках концепции «mine-to-mill»: современное состояние и перспективы. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021;332(7):65–74. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/7/3264 Marinin M. A., Evgrafov M. V., Dolzhikov V. V. Production of blasting operations for a given granulometric composition of ore within the framework of the «mine-to-mill» concept: current state and prospects. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2021;332(7):65–74. (In Russ.) https://doi.org/10.18799/24131830/2021/7/3264
- Saadati M., Forquin P., Weddfelt K. et al. On the mechanical behavior of granite material with particular emphasis on the influence from pre-existing cracks and defects. Journal of Testing and Evaluation. 2018;46:33–45. https://doi.org/10.1520/JTE20160072
- Zhang Z. X., Chi L. Y., Qiao Y. Fracture initiation, gas ejection, and strain waves measured on specimen surfaces in model rock blasting. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2021;54:647–663. https://doi.org/10.1007/s00603-020-02300-2
- Borowski G., Smirnov Yu., Ivanov A., Danilov A. Effectiveness of carboxymethyl cellulose solutions for dust suppression in the mining industry. International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2020;42(8):2345–2356. https://doi.org/10.1080/19392699.2020.1841177
- Cardu M., Saltarin S., Todaro C., Deangeli C. Precision rock excavation: beyond controlled blasting and line drilling. Mining. 2021;1(2):192–210. https://doi.org/10.3390/mining1020013
- Лещинский А. В., Шевкун Е. Б., Лысак Ю. А. Управление дроблением железных руд взрывом – путь повышения эффективности обогатительного передела. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(4):41–52. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-04-0-41-52 Leschinsky A. V., Shevkun E. B., Lysak Yu. A. Control of iron ore fragmentation by blasting-way of improvement of processing efficiency. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(4):41–52. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-04-0-41-52
- Дарбинян Т. П., Цымбалов А. А., Зубов В. П., Колганов А. В. Влияние трещиноватости горного массива на разубоживание медно-никелевых вкрапленных руд при добыче их на руднике «Октябрьский». Горный журнал. 2023;(6):19–26. https://doi.org/10.17580/gzh.2023.06.03 Darbinyan T. P., Tsymbalov A. A., Zubov V. P., Kolganov A. V. Impact of rock mass jointing on dilution of disseminated copper–nickel ore in Oktyabrsky Mine. Gornyi Zhurnal. 2023;(6):19–26. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2023.06.03
- Молдован Д. В., Чернобай В. И., Ястребова К. Н. Влияние композитного материала в конструкции забойки на ее работоспособность. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9–1):110–121. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_110 Moldovan D. V., Chernobay V. I., Yastrebova K. N. The influence of composite material in the stemming design on its operability. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(9–1):110–121. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_110
- Протосеня А. Г., Беляков Н. А., Буслова М. А. Моделирование напряженно-деформированного состояния блочного горного массива рудных месторождений при отработке системами разработки с обрушением. Записки Горного института. 2023;262:619–627. URL: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15942 Protosenya A. G., Belyakov N. A., Bouslova M. A. Modelling of the stress-strain state of block rock mass of ore deposits during development by caving mining systems. Journal of Mining Institute. 2023;262:619–627. URL: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/15942
- Раджаоалисон Х., Злотковски А., Рамболаманана Г. Определение механических свойств песчаника неразрушающим методом. Записки Горного института. 2020;241:113–117. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.1.113 Rajaoalison H., Zlotkowski A., Rambolamanana G. Mechanical properties of sandstone using non-destructive method. Journal of Mining Institute. 2020;241:113–117. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.1.113
- Панасюк В. В. Предельное равновесие хрупких тел с трещинами. Киев: Наукова думка; 1991. 411 с. Panasyuk V. В. Limit equilibrium of brittle bodies with fractures. Kyiv: Naukova Dumka; 1991. 411 p. (In Russ.)
- Бычков Г. В., Кокунина Л. В., Казаков С. В. Буровзрывной способ добычи монолитов и блоков природного камня. Горный журнал. 2008;(1):45–49. Bychkov G. V., Kokunina L. V., Kazakov S. V. Drilling and blasting method of mining of monoliths and natural stone blocks. Gornyi Zhurnal. 2008;(1):45–49. (In Russ.)
- Blair D. P. Dynamic response of mine pit walls. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018;106:14–19. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2018.04.002
- Зубов В. П., Ли Юньпэн. Слоевая система разработки мощных пологих угольных пластов на шахтах Китая: проблемные вопросы, направления совершенствования. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(7):37–51. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_7_0_37 Zubov V. P., Li Yunpeng. Slicing mining of thick gently dipping coal in China: Problems and improvement. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(7):37–51. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_7_0_37
- Конгар-Сюрюн Ч. Б., Ковальский Е. Р. Твердеющие закладочные смеси на калийных рудниках: перспективные материалы, регулирующие напряжённо-деформированное состояние массива. Геология и геофизика Юга России. 2023;13(4):177-187. https://doi.org/10.46698/VNC.2023.34.99.014 Kongar-Syuryun Ch. B., Kovalski E. R. Hardening backfill at potash mines: promising materials regulating stress-strain behavior of rock mass. Geology and Geophysics of Russian South. 2023;13(4):177-187. https://doi.org/10.46698/VNC.2023.34.99.014
- Ефремов Э. И., Кравцов B. C., Мячина H. H. и др. Основы теории и методы взрывного дробления горных пород. Киев: Наукова думка; 1979. 224 с. Efremov E. I., Kravtsov V. S., Myachina N. N. et al. Fundamentals of the theory and methods of explosive crushing of rocks. Kyiv: Naukova Dumka; 1979. 224 p. (In Russ.)
- Аленичев И. А., Рахманов Р. А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера. Записки Горного института. 2021;249:334–341. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.3.2 Alenichev I. A., Rakhmanov R. A. Empirical regularities investigation of rock mass discharge by explosion on the free surface of a pit bench. Journal of Mining Institute. 2021;249:334–341. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.3.2
- Elkarmoty M., Colla C., Gabrielli E. et al. A combination of GPR survey and laboratory rock tests for evaluating an ornamental stone deposit in a quarry bench. Procedia Engineering. 2017;191:999–1007. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.272
- Нефедов М. А. Направленное разрушение горных пород взрывом. СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета; 1991. 188 с. Nefedov M. A. Directed destruction of rocks by explosion. St. Petersburg: St. Petersburg University Publ. House; 1991. 188 p.
- Мешков А. А., Афанасьев П. И. Физические основы взрывного разрушения горных пород. Монография. М.: Горная книга; 2021. 124 с. Meshkov A. A., Afanasyev P. I. Physical foundations of explosive destruction of rocks. Monograph. Moscow: Gornaya Kniga; 2021. 124 p.
- Чертков В. Я. Теоретическая оценка повышенной микротрещиноватости при взрывной отбойке блочного камня. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1983;(1):36–43. Chertkov V. Ya. Theoretical evaluation of increased microfracturing at block stone blasting. Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Pererabotki Poleznykh Iskopaemykh. 1983;(1):36–43 (In Russ.)
Статья научная
