Обоснование параметров буровзрывных работ при проведении параллельных выработок неглубокого заложения

Вартанов, Вардан Геннадьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование параметров буровзрывных работ при проведении параллельных выработок неглубокого заложения
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров буровзрывных работ при проведении параллельных выработок неглубокого заложения"

На правах рукоян. I

УДК 622 235 622 268

ВАРТАНОВ Вардан Геннадьевич

. ии3054Э88

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК НЕГЛУБОКОГО

ЗАЛОЖЕНИЯ

Специальность 25 00 20 «Геомеханика, разрушение горных пород, р>дничная аэрогазодинамика и горная теплофизика»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003054988

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор Крюков Георгий Михайлович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Викторов Сергей Дмитриевич, кандидат технических наук Горлов Юрий Владимирович

Ведущая организация ЗЛО «Корпорация «Союзгидроспецстрой»

Защита диссертации состоится « 25 » апреля 2007 г в «15» час на заседании диссертационного совета Д- 212 128 05 при Московском государственном горном университете по адресу 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета Автореферат разослан «23» марта 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Крюков Георги" Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Российская Федерация является одной из основных горнодобывающих и производящих электроэнергию стран Этим обусловлены значительные объемы строшельсгва энергетических объектов и горных предприятий В обоих случаях широко применяется: сооружение подземных горных выработок с использованием буровзрывных работ (БВР)

Ведение взрывных работ при строительстве подземных сооружений обычно осложнено наличием расположенных рядом выработок и различных сооружений на дневной поверхности

Поэтому при взрывной проходке выработок необходимо обеспечить не только качественное дробление пород, но и сохранность охраняемых объектов (00) Эти требования в полной мере предъявляются и к взрывной проходке подземных выработок в гидротехническом строительстве, при котором подавляющее число подземных выработок имеют неглубокое заложение

Вместе с тем разработанные методики расчета характеристик взрывных волн, формирующихся при буровзрывной проходке подземных выработок, достаточно общи (формула М А Садовскою) и явно не учитывают ни физико-технические свойства разрушаемых горных пород, ни последовательность инициирования групп зарядов в разных ступенях замедления, ни влияние сформировавшихся зон разрушения на снижение амплитуд этих волн Поэтому в указанных методиках расчета параметров БВР рекомендуется существенное снижение масс одновременно взрываемых зарядов, повышенные (со значительным запасом) интервалы замедления их инициирования и друше ограничения Кроме того, в применяемых методиках расчета не используется адекватный учет реального строения и конструкций обделок выработок, расположенных поблизости с проходимой Вследствие этого, каждый раз при строительстве очередной выработки обязательно проводятся серии корректировочных опытно-промышленных взрывов с соответствующими затратами средств и времени для оценки амдлигуд взрывных волн формирующихся в конкретных условиях

Следовательно, установление закономерностей формирования и распространения взрывных волн в ближней к проходимой выработке зоне с учетом физико-технических свойств разрушаемых горных пород и последовательности инициирования групп зарядов промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) является актуальной научной задачей Решение этой задачи позволит разработать более корректные способы расчета параметров БВР для проходки в гидротехническом строительстве неглубоких подземных выработок и существенно снизить объем корректировочнн> опытно-промышленных взрывов

Целью работы является установление закономерностей формирования взрывных волн и уменьшения их амплитуды с удалением от проводимой выработки для разработки методов расчета параметров буровзрывных работ, обеспечивающих сохранность объектов, расположенных рядом с этой выработкой

Идея работы заключается в учете изменений амплитуд взрывных волн с удалением от забоя проводимой выработки при изменении масс зарядов и экранировании этих волн зонами дробления для определения рациональных параметров буровзрывных работ, обеспечивающих сохранность расположенных рядом параллельных выработок Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

• массовая скорость частиц породы в упругих волнах, распространяющихся в массиве после взрыва одной серии шпуровых зарядов ПВВ, убывает в ближней области (4,5 < г <, 50) обратно пропорционально расстоянию от места взрыва,

• амплитуда упругих волн, возникающих при одновременном взрыве нескольких шпуровых зарядов ПВВ, пропорциональна радиусу эквивалентного сосредоточенного заряда и начальному давлению продуктов детонации, а также обратно пропорциональна сумме акустических жесткостей породы и продуктов детонации в первоначальный момент взрыва,

• амплитуды взрывных волн, распространяющиеся в сторону соседней выработки, уменьшаются в 1,5 - 2,5 раза за счет экранирующего эффекта зонами дробления, формирующимися около забоя при предыдущих взрывах комплектов шпуровых зарядов в данной заходке,

• при взрыве в известняке шпуровых зарядов аммонита 6 ЖВ, формирование поля квазистатических напряжений и развитие процессов его разрушения около зарядной полости начинаются уже через 150 мкс после начала воздействия детонационной волны на известняк

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

• удовлетворительным функциональным согласованием с опытными данными теоретической зависимости изменения амплитуды взрывной волны с удалением от центра взрыва,

» согласованием с опытными данными теоретических оценок формирования и распространения волн сдвига в обделке выработок при действии на нее взрывных волн,

• положительными результатами использования известных закономерностей дробления горных пород взрывом удлиненных зарядов ПВВ для описания процессов дробления пород прр подземной про>од*-е неглубоких выработок

Новизна работы заключается в установлении закономерностей ф^рмлро ¡а ния взрывных волн и уменьшении их амплитуды с удалением от центра взрыва в ближней к нему зоне (4 < г < 50) при проходке неглубоких подземных выработок Научное значение работы заключается:

• в подтверждении достоверности модели эквивалентного сосредоточенного заряда для оценки формирования взрывных волн при взрывах шпуровых зарядов ПВВ при подземной проходке выработок неглубокого заложения и закономерностей уменьшения их амплитуд с удалением от центра взрыва группы зарядов,

• в установлении закономерностей формирования волн сдвига в чугунной части обделки тоннелей метрополитенов при воздействии на нее взрывных волн

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета параметров ЬВР для подземной проходки неглубоких выработок, обеспечивающих сохранность охраняемых объектов, расположенных поблизости от нее, и необходимую степень дробления горных пород

Реализация работы. Результаты исследований использованы для разработки «Рекомендаций по оценке величины сейсмической волны на земной поверхности при взрывных проходках выработок при строительстве Московского Метрополитена», «Рекомендаций по оценке сейсмического воздействия на выработки при подземной проходке соседних», «Рекомендаций по рациональным параметрам БВР для взрывной проходки подземной выработки, обеспечивающих заданную степень дробления пород», «Предложений к дополнению к «Техническим правилам ведения взрывных работ в энергетическом строительстве»

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научном симпозиуме «Неделя горняка» (МГГУ, 2006) и на техническом совете «Гидроспецпроекта» в 2005 i

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 37 рисунков, 18 таблиц, список литературы из 144 наименований и 5 приложений

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе проведен анализ существующих и строящихся подземных сооружений, которые, как правило, имеют большое количество параллельных выработок, расположенных в непосредственной близости друг от друга На рис 1, в качестве примера, приведена схема строительства Колымской ГЭС

При ведении взрывных работ при проходке данной выработки необходимо обеспечить не только качественное дробление пород, но еще и защитить расположенную рядом выработку от воздействия взрывных волн.

Расчеты параметров БВР для проходки подземных выработок обычно осуществляются по усовершенствованной методике М,М. Протодьяконова, В соотношениях. применяемых в этой методике, практически отсутствуют параметры физико-технических свойств пород и термодинамические характеристики применяемого ГТВВ. Коэффициенты, входящие в соотношения указанной методики, имеют широкие интервалы изменения, вследствие чего после расчетов параметров БВР обязательно проводятся опытно-промышленные взрывы с рассчитанными параметрами по этой методике. По результатам этих взрывов осуществляется корректировка параметров БВР для проходки выработок в конкретных горногеологических условиях. Именно это проведение дополнительных корректирующих взрывов рекомендуется во всех справочниках БВР. При этом скорректированные параметры БВР, как правило, заметно отличаются от расчетных.

Оценка величины амплитуды взрывной волны осуществляется по известному соотношению М.А. Садовского

где т - масса заряда, кг; г - расстояние от рассматриваемой точки массива до заряда, м. Соотношение (1) многократно применялось при различных условиях ведения взрывных работ для существенно различающихся по свойствам пород от мягких, рыхлых (пески, супеси, глины) до крепких (габбро, граниты, диориты, известняки и т.д.), поэтому значения коэффициентов Кс и а имеют широкий диапазон значений а—1 3, в зависимости от расстояния (для ближнего а- 2). Кг- эмпирический ко- ] эффициент, величина которого в зависимости от горно-геологических условий и строения пород имеет значении Л'^КШ м с'1 кг 'Л Однако рекомендации по назна-

Рис. !. Комплекс подземных выработок Колымской ГЭС

(О

чению коэффициента Кс не дэны Поэтому его значения в каждом конкретном случае также находятся по результатам опытно-промышленных взрывов

Этими обстоятельствами и обусловлена постановка указанной выше научной задачи, решение которой распадается на решение следующих научных задач

1 Формирование в массиве взрывных волн при взрывах в нем комплектов зарядов ПВВ при проходке подземных выработок

2 Закономерности изменения амплитуды взрывных волн по мере их распространения по массиву

3 Взаимное влияние последовательно взрываемых комплектов шпуровых зарядов ПВВ на формирование взрывных волн в массиве при подземной проходке выработок

4 Закономерности воздействия взрывных волн на соседнюю выработку

5 Особенности формирования взрывных волн на земной поверхности, при взрывной проходке подземных выработок

Из результатов анализа опытно-промышленного и промышленного ведения взрывных работ при проходке подземных вырабоюк в гидроэнергетическом строительстве следует

1 В гидротехническом строительстве наибольший объем (более 80%) проведения выработок около охраняемых объектов с применением БВР, соответствует проходке новых параллельных выработок

2 Как правило, в гидротехническом строительстве подземные горные выработки проходятся на сравнительно небольшой глубине (меньшей 200 м), при которой влияние гидростатического давления в массиве горных пород незначительно по сравнению со взрывным воздействием

3 Известны два критических значения и К т, массовых скоростей частиц во взрывных волнах таких, что при V < К, КР - не происходит никаких нарушений в существующих выработках, если V, КР< V < У2 ^ то в массиве (в обделке) происходит формирование тонких волосяных трещины, а если же У2 ^ < V, то под действием взрывных волн происходят вывалы, разрушения существующих выработок

4 Несмотря на то, что, в принципе, известны методы расчета воздействий взрывных волн на узлы сопряжения и соседние выработки, зафиксированы многочисленные случаи разрушения последних при проведении БВР, что свидетельствует о недостаточности знаний этих воздействия на 00

5 В гидротехническом строительстве при взрывной проходке подземных выработок в соответствии с «Техническими правилами ведения взрывных работ в

энергетическом строительстве» применяются большей частью шпуровые заряды аммонита 6 ЖВ длиною до 2-х метров

Во второй главе дан анализ теоретических и экспериментальных исследований процессов деформирования и разрушения горных пород взрывом сосредоточенных и удлиненных зарядов ПВВ К настоящему времени проведено большое количество исследований этих процессов в работах Адушкина В В , Балбачан И П , Баума Ф А , Барона В Л , Белина В А , Боровикова В А , Викторова С Д , Глазкова Ю В , Демидюка ГII, Друкованого М Ф , Ефремова Э И., Казакова Н Н , Крюкова Г М , Кузнецова В А , Кутузова Б Н, Лангефорса У, Мельникова Н В , Персона П, Покровского Г И, Родионова В Н, Рубцова В К , Садовского М А , Саламахина Т М, Тарасенко В П, Ханукаева А Н, Христиановича С А , Цветкова В М , Шемякина Е И , Юхансена К. и многих других

В результате анализа исследований формирования и распространения взрывных волн в породе при взрывах в ней удлиненных зарядов ПВВ были установлены следующие особенности этих волн, принятые в работе за основу

в Быстрое химическое превращение ВВ в продукты детонации (ПД) с формированием давления 1'ж на фронте волны детонации, распространяющейся по удлиненному заряду со скоростью О

в Скорости частиц породы во взрывной волне существенно меньше скорости продольных волн в породе, поэтому эти волны являются малыми (см у Седова Л И , Христиановича С А, Шемякина Е И и др)

• Передний фронт взрывной волны, распространяющейся по породе, не является одновременно и фронтом ее разрушения (Адушкин В В , Крюков Г М, Персон П и др)

• Взрывная волна практически полностью определяется действием на породу волной разряжения, формирующейся за фронтом детонации и распространяющейся по ПД в зарядной полости

• Перед фронтом взрывной волны в породе всегда формируется зона ее упругого деформирования (упругий предвестник), радиальные перемещения частиц, в которой приводят к быстрому формированию квазистатических полей напряжений (Адушкин В В , Садовский М А , Г Селберг и Дж Шарп и др )

о Под действием квазистатических напряжений в породе возникают процессы ее разрушения различного характера (Мельников Н В , Родионов В Н, Крюков Г М , Ханукаев АН и др )

Анализ выполненных исследований позволил сформулировать оценки для двух основных процессов - разрушения горных пород и формировании взрывьых волн при ьзрыва^- в кзвсс 1чяках \ дччнзннь1" зарядов т.ммо'гч;х 6 ЖЬ

1 В результате теоретического анализа процессов деформирован;!,т )' разрушения известняка взрывом шпурового заряда аммонита 6 ЖВ установлены следующие особенности

э Через г. = 3,6 10"4 с после прохода детонационной волной данного сечения зарядной полости в кольце 0,021 м <г < 0,03 м напряженно-деформированное состояние породы становится квазистатическим при погрешности не более чем ±10% При этом передний фронт взрывной волны удаляется от зарядной полости всего на 16 см, а в рассматриваемом сечении шпура начнется формирование в породе радиальных трещин от поверхности зарядной полости вглубь массива

в Скорость распространения ударных волн по ПД в зарядной полости для известняка равна 3,15 103 м/с За время г. ударная волна разрежения уйдет от боковой поверхности зарядной полости к ее оси на расстояние г,-1.\¥= 11 см, те при диаметре зарядной полости с1зр = 4,2 см за время /, произойдет многократная

(-5 раз) суперпозиция ударных волн в зарядной полости с выравниванием давления Р по всему сечению, что позволяет пренебречь явлениями многократных суперпозиций ударных волн разряжения в ПД и рассчитать уменьшение давления в данном сечении полости только вследствие ее расширения

о При точечном инициировании удлиненного заряда ПВВ детонационная вочна очень быстро трансформируется в автомодельную, длиною порядка 0,5 длины заряда (/„), при этом длина фазы сжатия взрывной сейсмической волны будет не более 0,5 м, а ее длительность не более 120 мкс Значит, параметры (амплитуда и длина) фазы сжатия взрывной сейсмической волны, формирующейся в породе при взрыве в ней реального удлиненного заряда ПВВ, будут первоначально такими же, как и при камуфлетном взрыве такого же заряда

2 Однако, параллельные выработки (ОО), как правило, расположены на достаточно больших расстояниях от проходимой, так что в соответствии с известными теоретическими оценками и результатами большого количества экспериментальных данных к ОО приходит в этом случае взрывная волна от проходимой выработки как от взрыва некоторого эквивалентного сосредоточенного заряда ПВВ Поэтому в диссертации был выпопнен анализ известных исследований о камуф-летных взрывах сосредоточенных зарядов ПВВ Закономерности, формирования и распространения взрывных волн при взрывах зарядов ПВВ в горных породах, установленные в опытно-промышленных исследованиях, подтвердили справедливость соотношений (1) М А Садовского, для оценки амплитуды скорости частиц породы в волне и ее длительности в средней и дальней зонах по формуле

Т = К151шг, (2)

где К,5 - эмпирический коэффициент, имеющий значения от 0,01 - 0,03 (для

крепких пород — гранитов) до 0,06 — 0,09 (для плотного песка), т е значения этого коэффициента различаются на порядок

© В точных решениях Дж Шарпа, Родионова Н В , Шемякина Е И , Зволин-ского Н В и др показано, что даже при достаточно сложных моделях деформирования и разрушения горных пород, как сред упруговязкопластичных, взрывная волна, формирующаяся за зоной вязкопластического течения, хорошо описывается соотношениями (2) и (3) При этом в модели Н В Родионова дано квазистати-ческо-волновое описание процессов деформирования породы взрывной волной с использованием феноменологических критериев е., <трас, тм для определения размеров соответствующих зон разрушения етгг = -ст. —, аш <г<Ь,, (зона мелкодисперсного дробления),

сгп = -2сг (—)2, Ь. < г < Ьа (зона радиального трещинообразования), (3) г

и - —2сг (—)3, Ь0<г<да (зонаупругого деформирования) г

где агг - радиальные сжимающие напряжения, Па, предел прочности пород на одноосное растяжение Па, а, - предел прочности породы на одноосное сжатие, Па, ат -радиус границы «ПД - мелкодисперсно раздробленная порода», м Для конечных значений радиусов ат, Ь0, 6, получены соотношения

38 Э 3

где аг:

Рпр С?

рпр с;

Ч2/3

250 ст^,

, Ъ,=ат ж, Ь0 -Ь.х 1, (4)

^ 2-Я 32,= I > п =-, я - скорость дилатансии < 0,2

11 рас л + 1

_(« + 1)о-а

Параметры взрывной волны, формирующейся при камуфлетном крупномасштабном взрыве имеют вид

У = -

а.Ь2'

а.

С>.

: (5,

т = Щ-££У\ , (6)

С, [250а.) к '

То есть впервые дано квазистатическо-волновое описание процессов деформирования породы взрывной волной с использованием феноменологических критериев (т., агас, гл для опре/ глелчя р? >меров соответствующих зон разрушения

При эюм за основу этих оценок была принята ФКСВ - модечь прс^ессоч деформирования и разрушения горной породы при взрыве в ней удлиненного заряда ПВВ, представленная на рис 2

Рис. 2 Схема последовательности формировании явлений в породе (но ФКСВ-теории) при взрыве в ней удлиненного заряда ПВВ

Эта модель, применительно к взрывам зарядов ПВВ, была развита Крюковым Г М и ей была присвоена абриавиатура ФКСВ (феноменологическая квазистати-ческо-волновая)

о Длительность взрывной сейсмической волны рассчитывается по соотношению

Т = = 3. /о,) (7)

С, 2(1(1-//) С, ^

где а0 - начальный радиус полости заряда, м, С, - скорость распространения продольных волн в массиве, м/с, ¡л - коэффициент Пуассона

Для решения 1-ой научной задачи в работе учтено известное положение из механики сплошных сред о том, что в точках упругой среды, находящихся на расстоянии г > 51 зр (где 1зр- наибольший линейный размер источника возмущения), можно с погрешностью не более 5% пренебречь различиями линейных, пространственных параметров этого источника и считать, что возмущение, пришедшее в данную точку среды, генерировано точечным источником С учетом этого обстоятельства использую теорию подобия и размерностей, было принято, что взрывная волна, формирующаяся при взрыве комплекта шпуровых зарядов, близка к взрывной волне, генерируемой в породе взрывом некоторого эквивалентного сосредоточенного заряда ПВВ Для этой модели, используя элементы теории подобия и размерности, установлены следующие соотношения для оценки взрывных волн, формирующихся при взрыве эквивалентного сосредоточенного заряда Скорость частиц породы во взрывной волне равна

+ ¿ПД Г

где г - расстояние от рассматриваемой точки породы до эпицентра взрыва гипотетического эквивалентно! о сосредоточенного заряда, м,

а0 = Ф М„К4 т А), м, (9)

Д - плотность заряжания шпуров, Д=1000 кг/м3, М,„ - масса эквивалентного сосредоточенного заряда, равная массе группы одновременно взорванных зарядов ПВВ, кг, /'„- давление в зарядной полости эквивалентного сосредоточенного заряда рассчитываемое по формуле

А е,Па, (10)

где д, - коэффициент, имеющий значения 0,5 - 0,55 и принятый в расчетах равным 0,5, 2-теплота взрыва, кДж/кг, у- показатель изоэнтропы ПД, = С,, 2т = Д IV - акустические жесткости породы и ПД соответственно, С, - скорость распространения продольных волн в породе, м/с, рПР- плотность породы, кг/м3, IV - скорость распространения волн по ПД в зарядной полости, рассчитывается

IV = /П/(у + 1), м/с, (11)

где О - скорость детонации ПВВ, м/с

Таким образом, в исследованиях, выполненных во второй главе, даны теоретические решения первой и третьей научных задач и обоснование первого и второго научных положений работы

В третьей главе проанализированы результаты исследований процессов деформн-ровашш и разрушения горных пород взрывом зарядов ПВВ и рассмотрены наиболее известные теоретические модели этих процессов При этом установлено следующее

в Применяемые соотношения для расчета параметров БВР не обоснованы ни теорией деформирования горных пород взрывными волнами, ни физической сущностью процессов разрушения горных пород, так что эти соотношения не позволяют рассчитывать рациональные параметры БВР для условий, существенно отличающихся от тех, при которых они были установлены, т е при изменениях типа ПВВ, и свойств разрушаемых горных пород Поэтому для корректировки параметров БВР всегда проводятся опытно-промышленные взрывы

о При последовательном инициировании комплектов зарядов ПВВ с г1И> 20 мс суперпозиция полей напряжений, генерируемых в породе взрывом этих комплектов, не происходит, а разрушение в ней полностью определяется только полями напряжений генерируемых в породе взрывом зарядов в каждом комплекте

в Взаимное влияние взрыва зарядов ПВВ в одном комплекте на процесс разрушения ими породы имеет место только для соседних зарядов, находящихся друг от друга на расстоянии а < Щ (внешний радиус зоны радиального трещино-образования - регулируемого дробления породы, м)

в Наибольшее взаимное ьчияние взрыва двух удлиненных нарядов ПВВ на процесс разрушения ими поро^т 1 Млтеет ','сс^о при и>_ одноБреыг:!ко\_ иницииро-

1и

вании с ты < тг (где т2- время формирования критическою напряжения ь рассматриваемой точке породы) При этом будет происходить формирование магистральной трещины в плоскости расположения зарядов с частичным ухудшением процесса разрушения породы между зарядами

© При г1и>г2 + г3 (где г, - время развития процесса разрушения после формирования в этой точке критического напряжения) не происходит взаимное влияние двух взрываемых в одном комплекте удлиненных зарядов ПВВ на процесс разрушения ими породы Так что взрыв каждого заряда ПВВ осуществляет разрушение породы самостоятельно с учетом вновь образовавшихся полостей

е Таким образом, в третьей главе дано теоретическое обоснование четвертого научного положения При этом разработано «Предложение по дополнению к «Техническим правилам ведения взрывных работ в энергетическом строительстве» для последовательного расчета рациональных параметров БВР при подземной проходке выработок в гидротехническом строительстве Суть этого «Предложения » излагаются ниже

а) Размещение зарядов ПВВ во врубе

По термодинамическим параметрам ПВВ и свойствам породы рассчитывается параметр №3 = 2Ьг = dvD^A¡ЩyTx)tcдв), где - размер зоны дробления клиновидных секторов, Ьг - радиус зоны разрушения клиновидных секторов трещинами сдвига, м Врубовые шпуры располагаются на забое друг от друга на расстояниях авРб ~ (0,9 - 1)Ж3, при этом обеспечивается интенсивное дробление породы во врубе

б) Размещение отбойных (вспомогательных) зарядов ПВВ на забое

Рассчитывается параметр Щ = 2Ь,, = с1згО^Щу + \)(урж), где Ьа- радиус зоны образования в породе клиновидных секторов, м

Расстояние аояб между отбойными шпурами и расстояние Ьот ег между отбойными и врубовыми шпурами принимаются равными атб = Ьит_вр = 0,94] Инициирование отбойных зарядов ПВВ должно осуществляться группами, причем инициирование первой группы этих зарядов должно быть выполнено с г1и > 70 мс после инициирования врубовых зарядов Каждая последующая группа отбойных зарядов инициируется с замедлением не менее чем в 10 мс по сравнешпо со временем инициирования предыдущей группы зарядов В каждой группе заряды ПВВ инициируются через один, так что расстояние между одновременно инициируемыми зарядами будет равно а,г = , поэтому негативного взаимного наложения полей напряжений в этом случае не будет

в) Оконтуриеающсе зеряды ПВВ.

Сейсмоприемником СК-1П регистрировались три компоненты скоростей колебаний частиц платформы ГТГОПС у стенки, ближней к проходимой выработке ППТ, соответственно по осям X - направленной по горизонтали и перпендикулярно к оси тоннеля, У - направленной по горизонтали вдоль оси тоннеля, Ъ - направленной вертикально вверх и перпендикулярно к осям X и У Запись сигналов этих колебаний осуществлялась на флеш-диск с объемом памяти 2 Гбайт и с ее последующим анализом на персональном компьютере На рис 5 приведена запись осциллограмм

До взрыва 4 5м

О s 0,25

■f+^HIMH1

0,9 1,2

2,7 3,0 3,3 3 б До взрыва 47 м

5,1 с

Hi^vV-

TO^V'^^WV*^^^«........................

0,'8 1,2 1,'б 2,0 2,4 2,'8 з'2 3,6 4Л> ' 4,'4 ' 0^4 5^2 5,'б с

Рис 5 Осциллог раммы взрывных волн при взрыве шпуровых зарядов 19.06.2002 г

Подтверждена известная закономерность формирования сейсмических волн на земной поверхности при подземных взрывах зарядов ПВВ, при этом для условий Московского региона коэффициент Я\ в соответствующей формуле получился равным 1,0 м с

1 кГм при обработке опытных данных 20-ти основных импульсов в обоих взрывах

Разработаны «Рекомендации по оценке величины сейсмической волны на земной поверхности при взрывной проходке выработок для Московского Метрополитена»

При взрывах выхода негабарита (с размером кусков более 1 м) не было Вместе с тем во взорванной горной массе было достаточно большое количество кусков (до 30 — 40%) размерами 0,5 м и более Это обстоятельство приводило к некоторым трудностям и повышенным затратам времени на погрузочные и транспортные работы Остальная часть породы была раздроблена достаточно хорошо с размерами кусков, не превышающих 30 см Такая степень дробления известняка явилась опытно-промышленным подтверждением четвертого научного положения

В 5-й главе выполнен анализ осциллограмм, позволивший установить следующее 1 Длительность воздействит вторичных упругих волн на платформ}' ПТОПС из ее обделю» составляет табо 0,2 - 0,3 ; с (правее упругая волна), либо 5 - 6 мс (левая упругая

волга), а время между этими воздействиями имеет порядок ~ 2,1 мс Эти фа~лы >5 да тельно свидетельствуют о том, что основными упругими волнами, распространчющими-ся по обделке, являются волны сдвига в чугунных тюбингах (поперечные волны)

2 Модель деформирования обделки взрывной волной имеет как бы двухаадииный характер Вначале, на первой стадии под действием взрывной вочны происходит местное локальное деформирование обделки, причем прочность последней при этом воздействии будет определяться по соотношению

< ст^, где огг = \Ч{рч С,,,), (9)

где V - скорость частиц чугунной части обделки в волне, генерируемой взрывной волной, рч - плотность чугуна, С',,, - скорость распространения продольных волн в чугуне, м/с

На второй стадии имеет место распространение волны сдвига по чугунной части обделки, так что ее прочность будет определяться соотношением

г<г^,где г = К/(а, С2Ч), (10)

здесь С2Ч - скорость распространения поперечных волн в чугуне, м/с

Подставив в (9) и в (10) конкретные числовые значения было получено, что в рассматриваемом случае предельно допустимые значения скоростей частиц пород во взрывных волнах, не вызывающие разрушений в рядом расположенной выработке, по крайней мере на два порядка больше, чем обычно принято считать по формуле (1)

3 Анализ всех осциллограмм был выполнен на основе сформулированной выше модели (формулы (9) - (11)) При этом установленные значения коэффициента к2 для каждой взорванной группы (или одного) зарядов, приведены в табл 1

Для значений коэффициента кг, были введены следующие обозначения в (взрыв 19 06 2002), © (взрыв 20 06 2002) - при прямом проходе взрывных волн к ШОПС и □ (взрыв 19 06 2002), о (взрыв 20 06 2002) - если взрывные волны экранируются зонами дробления пород Зависимость к2 от г, представленная на рис 6, свидетельствует, что за счет экранирования ГГГОПС зонами разрушения породы возникающих при взрывах зарядов в предыдущих ступенях замедления, коэффициент к2 при взрыве зарядов в последующих ступенях замедления уменьшается в 1,5-2 раза С учетом этого обстоятельства масса зарядов, взрываемых в соответствующих ступенях замедления, может бьггь увеличена в 1,5 и 2 раза Коэффициент к2 для неэкранированных взрывных волн практически не зависит от г Это обстоятельство послужило основанием для формулировки третьего научного положения и является экспериментальным подтверждением первого и второго научных положений

Таблица 1 Результаты измерений и обработки экспериментальных данных при опытно-промышленном взрыве зарядов ГГОВ 19.06 2002 г.

№ группы г, м Номер заряда Условные обозначения Общая масса зарядов, кг I Скорости, a полученные теоретиче-м ски, Ум/с Компс стей фо ненты скоро-части плат-рмы, Vm/c Скорости, полученные при эксперимента Урез, К^м/с к2 103

Уу V, К

1 2 3 4 5 6 | 7 8 9 10 11 12 13 14

1 7,2 1(7,5м), 2(7,5м), 3(6,9м), 4(6,9м) а 1,6 0,072б| 3,1827 0,33 0,5 0,72 0,0094 2,9429 0 4,50

2 7,6 5(7,2м), 6(7,7м) в 0,8 0,0576 2,3932 0,24 0,5 0,25 0,0061 2,5421 34 9,50

7,6 7(8,1 м), 8(7,4м) а 0,6 0,0523 2,1743 0,22 0,55 0,12 0,0060 2,7797 43 12,67

3 6,75 9(6,5м), 10(6,4м), 11(6,4м), а 1,1 0.0640 2,9963 0,28 0,76 0,20 0,0083 2,7343 78 6,14

6,75 12(7,1м) а 0,3 0,0415 1,9431 0,27 0,28 0,08 0,0040 2,0437 98 22,50

< 8,45 13(7,6м), 14(3,1м) а 0,6 0,0523 1,9556 0,2 0,4 0,23 0,0050 2,5715 117 14,08

8,45 15(9,Ом), 16(3,9м) в 0,8 0,0570 2,1524 0,2 0,4 0,40 0,0060 2,7876 135 10,56

5 7,6 17(8,6м), 18(8,Ом), 19(7,3м) а 0,9 0,0599 2,4890 0,3 0,22 0,40 0,0055 2,1947 153 12,67

7,6 20(6,5м) в 0,3 0,04151 1,7258 0,15 0,37 0,10 0,0041 2,3849 179 25,33

е 5,7 21 (5,9м), 22(5,6м), 23(5,6м) а 0,9 0,0599 3,3185 0,55 0,7 0,25 0,0092 2,7863 200 6,33

7 6,5 24(6,Ом), 25(6,4м), 26(6,9м) в 0,9 0,0599 2,9102 0,5 0,55 0,25 0,0078 2,6947 232 7,22

8 8,5 27(7,5м), о 0,6 0,0523 1,9441 0,12 0,12 0,30 0,0034 1,7729 260 14,17

8,5 28(8,1м), 29(8,5м) □ 0,3 0,0415 1,5430 0,14 0,12 0,13 0,0023 1,4621 277 28,33

i 8,5 30(8,9м) а 0,3 0,0419 1,5430 0,1 0,08 0,10 0,0016 1,0530 296 28,33

9 9,5 31 (9,6м) а 0,3 0,0415 1,3806 0,1 0,22 0,1 0,0026 1,8943 329 31,67

9,5 32(9,5м) ■ 0,3 0,0415 1,3806 0,1 0,23 0,15 0,0029 2,1167 346 31,67

9,5 33(9,Зм) а 0,3 0,0419 1,3806 0,1 0,21 0,21 0,0031 2,2698 381 31,67

10 8,6 34(9,1м) в 0,2 0,0363 1,3323 0,06 0,24 0,10 0,0027 2,0028 419 43,00

8,6 35(8,6м) а 0,2 0,0363j 1,3323 0,18 0,28 0,18 0,0038 2,8404 437 43,00

8,6 36(8,0м) в 0,2 0,0363 1,3323 0,22 0,13 0,10 0,0027 2,0597 452 43,00

11 6,7 37(7,4м), о 0,2 0,0363 1,7101 0,12 0,18 0,13 0,0025 1,4759 508 33,50

6,7 38(6,7м) в 0,2 0,0363 1,7101 0,13 0,17 0,25 0 0033 1,9244 534 33 50

6,7 38(6,7м) а 0,2 0,0363 1,7101 0,19 0,19 0,24 0,0036 " 2,1068 552 33,50

12 5,3 40(5,5м) в 0,2 0,0363 2,1618 0,16 0,13 0,25 0,0032 1,4989 661 26,50

5,3 41(5,1м) в 0,2 0,0363| 2,1618 0,2 0,25 0,24 0,0040 1,8509 686 26,50

1_ 13 2 3 4 5 I 6 \ 7 9 9 0,28 10 \ 11 12 13 14 !

4,9 42 (4,9м} ■ 0,3 ;0,0415; 2,6767 0,22 0,26 | 0,0044 1,6472 812 16,33

4,9 43(4,8м) ■ 0,3 :0,0415 2,6767 0,18 0,24 0,22 | 0,0037 1.3ЭЭ9 829 16,33

14 5,4 44(5, Ом) □ 0.2 0,0363 2,1218 0,17 0,11 0,13 0,0024 1,1341 1512 27,00

5,4 45(5,4м) □ 0,3 0,0415 2.4289 0,08 0,21 0,14 0,11 0,0025 1,0301 1520 ГТе.бо1

5,4 46(5,8м) о 0,3 0,0415 2.42В9 10,11 0,14 0,0023 0,9325 1569 18,00

I 15 7,2 47(6,4м) ■ 0,3 0,0415 1.8216 Го,18 0,26 I 0.13 0,0034 1,8769 1960 \ 12,00

7,2 48(6,9м), 49(7,5м) • 0,6 0,0523 2,2951 0,32 0,26 0.42 0,0059 2,5644 1980 12,00

7,2 50(8,1м) □ 0,3 0,0415 6.0523 1,8216 0,1 0,14 0,12 0,0021 1,1515 2205 24.00 15,421

16 9,25 !И(8.7м), 52(9,1м) а 0,6 1,7865 0,17 0,27 0,28 0,0042 2,3762 3810

9,25 53(9,5м) ■ 0,3 0.0415 1,4179 4X12 0,23 0,12 0,0029 2,0158 3823 30,83:

9,25 54(9,7 м) 0,3 0,0419 1,4179 0.12 0,14 0,17 0,0025 [1,7688 4280 30,83]

3,5 3,0

*1,6

1,0

0,5

0,0

| I

♦ I • л ♦

9 ♦

3,0 2,5

2,0

л 1,5 1,0 0,5

0,0

> •

V * ♦

Т Я«

о 1

ХТ ... . 1

._ь

2,0

0.0

♦ * 1 V»* «в* ♦♦ * ♦ •

» * ^ ♦ У* • Л ^ Н * О 0

Л р*

1 ! 1

0.0

0,0

0,5

1,0

1,5 М, кг 2,0

0 2000 („ мс 4000 6000

Рис 6, Характер зависимостей от ^от г/1 и от М

20. о 30,0

тн

40,0

50,0

Статистическая обработка опытных данных показала, что при одновременном взрыве 3-х и более зарядов аммонита 6 ЖВ коэффициент кг не зависит от массы зарядов М и имеет значение к2~ 2,85 (см рис 7) Тем самым еще раз экс-

М,кг

Рис 7 Зависимость коэффициента к2 от массы одновременно взрываемых зарядов М В рассматриваемых опытно-промышленных исследованиях проводилась также регистрация сейсмических волн на земной поверхности

Для оценок допустимых значений в сейсмических волнах учитывались только максимальные колебания При этом коэффициент сейсмичности Кс для этих максимальных значений скоростей частиц в массиве горных пород получился равным от 0,5 до 1,4, т е по крайней мере, в два раз меньше, чем принято считать Следовательно, расчет скорости сейсмической волны по (1) при Кс =1,5 позволит более точно определить значения амплитуды сейсмических волн, которые могут воздействовать на 00, расположенные на земной поверхности

По результатам исследований изложенных в диссертации, разработаны следующие рекомендации и предложения по оптимизации параметров БВР при подземной проходке неглубоких выработок

1 «Рекомендации по оценке величины сейсмической волны на земной поверхности при взрывной проходке выработок для Московского Метрополитена»

2 «Рекомендации по оценке сейсмического воздействия на выработки неглубокого заложения при подземной проходке соседних»

3 «Рекомендации по рациональным параметрам БВР для взрывной проходки подземной выработки, обгепечиваощих зацаяН) ю степень дроблени/ го^од»

4 «Предложение по дополнению к «1ехническим правилам ведения вфывных работ в энергетическом строительстве»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение научной задачи установление закономерностей формирования и распространения взрывных волн в ближней к проходимой выработке зоне с учетом физико-технических свойств разрушаемых горных пород и последовательности инициирования групп зарядов

На основании выполненных исследований сформулированы следующие основные выводы

1 Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что процессы формирования взрывных волн и уменьшения их амплитуды с удалением от центра взрыва группы зарядов при проходке неглубоких подземных выработок, надежно описываются моделью взрыва эквивалентного сосредоточенного заряда, при этом амплитуда скоростей частиц породы во взрывной волне убывает с удалением от заряда обратно пропорционально г

2 Установлено, что при взрывной проходке выработок зоны дробления, формирующиеся при взрывах зарядов ПВВ в первых ступенях замедления, оказывают значительный экранирующий эффект для взрывных волн, генерируемых в породе при взрывах зарядов ПВВ в последующих ступенях замедления, снижая их амплитуду в 1,5 — 2,5 раза Это обстоятельство позволяет увеличить массу одновременно взрываемых зарядов в ступенях замедления, экранируемых раздробленной породой

3 Экспериментально установлено, что в рассматриваемых опытах амплитуда взрывных волн была в 2 и более раз меньше критической для чугунной чгсти обделки С учетом строения обделки тоннеля (двухслойная «бетонная рубашка» плюс чугунные тюбинги) амплитуда взрывной волны, воздействующей на чугунные тюбинга, оказалась на порядок меньше критической Эгим обстоятельством и обусловлено сохранность ! П ОПС при взрывной проходке ПГГГ

4 Подтверждена известная закономерность формирования взрывных сейсмических волн на земной поверхности при подземных взрывах зарядов ПВВ, при этом для условий Московского региона коэффициент Кс в соответствующей формуле получился равным 1,5 (по результатам обработки опытных данных 20-ти основных им-

пульсов в обоих взрывах) Таким образом, скорость смещения частиц породы во взрывной волне, приходящая на земную поверхность, следует оценивать при взрывной проходке подземных сооружений в Московском регионе по соотношению Ум = г)", см/с, при Кс— 1,5

5 Качественное дробление пород при взрывной проходке подземных выработок будет иметь место при параметрах БВР, рассчитываемых по соотношениям

• Размещение зарядов ПВВ во врубе = 2Ьг = с1!р 0%/л/(2(;к~+1)г(,~~),

аеРб ~ (®>9 ~~ - расстояние между врубовыми шпурами

• Размещение отбойных (вспомогательных) зарядов ПВВ на забое Н\ = 2Ь0 = ¿„Л^/Д!{{у +1 )арас), а„т6 = Ьот,гр = 0,Щ - расстояния между отбойными и врубовыми шпурами

• Размещение оконтуривающих зарядов ПВВ Ъ - И\ - расстояние до отбойных шпуров,11 = 0,7 - 0,8 - расстояние между оконтуривающими шпурами

6 На основании выполненных исследований разработаны

- «Рекомендации по оценке величины сейсмической волны на земной поверхности при взрывных проходках выработок при строительстве Московского Метрополитена»,

- «Рекомендации по оценке сейсмического воздействия на выработки при подземной проходке соседних»,

- «Рекомендации по рациональным параметрам БВР для взрывной проходки подземной выработки, обеспечивающих заданную степень дробления пород»,

- «Предложение по дополнению к «Техническим правилам ведения взрывных работ в энергетическом строительстве»

7 Разработанные рекомендации приняты к использованию В МГГУ в 2004 году издано учебное пособие для вузов, с использованием результатов диссертационной работы

¿э

Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, опубликованы в следующих работах:

1 Эткин М Б , Азаркович Л Е , Сапронов Л Л , Варганов В Г Защита законтурных скальных массивов от нарушения взрывами - Гидротехническое строительство, 2001, № 9 - С 49-56

2 Белин В А , Эквист Б В , Кутузов Б Н, Горбонос М Г , Вартанов В 1' Оценка сейсмического воздействия взрывных работ при строительстве тоннеля метрополитена /О состоянии взрывного дела в Российской федерации Основные проблемы и пути их решения// ВСЕРОСИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ (28-30 мая) -М Изд-во МГГУ, 2002

3 Кутузов Б II, Совмен Б В , Эквист Б В , Вартанов В Г Безопасность сейсмическою и воздушного воздействия массовых взрывов -М Изд-во. МГГУ, 2004 -180с

4 Совмен Б В , Эквист Б В , Вартанов В Г Оценка сейсмического воздействия массовых взрывов на откосы уступов карьера - Горный журнал, 2004, № 3 — С 61-64

5 Вартанов В Г Рациональные параметры БВР при подземной проходке выработок в Московском регионе —М Изд-во МГГУ, 2006, № 1 — 25 с

6 Эквист Б В , Вартанов В Г Лабораторный практикум по дисциплине Технология безопасности взрывных работ/Под ред Б Н Кутузова Учебное пособие для вузов - М Изд-во МГГУ, 2006 - 50 с

Подписано в печать 13 марта 2007 г Формат 60x90/16 Объем 1п л Тираж 100 экз Заказ № 3 ТВ

Типография Московского государственного горною университета Москва, Ленинский пр-т, д 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Вартанов, Вардан Геннадьевич

Введение.

1 Схемы расположения подземных выработок и анализ процессов их разрушения при ведении взрывных работ.

1.1 Объемы и формы сопряжений применяемых подземных вырабток.

1.2 Взаимное расположение подземных горных выработок.

1.3 Взрывные работы при проведении подземных горных выработок в гидротехническом строительстве.

1.4 Существующие методики оценки взрывного воздействия на соседние выработки.

1.5 Случаи разрушения сопряжений выработок при буровзрывной проходке.

Выводы.

2 Анализ теоретических и экспериментальных. исследований деформирования горных пород взрывом сосредоточенных и удлиненных зарядов ПВВ.

2.1 Термодинамические закономерности детонации зарядов ПВВ.

2.2 Общие оценки процессов нагружения и деформирования известняка при взрыве зарядов аммонита 6 ЖВ.

2.3 Камуфлетный взрыв сосредоточенного заряда ПВВ.

2.3.1 Энергетические оценки.

2.3.2 Точное решение.

2.3.3 Модель ИФЗ (Родионова Н.В.).

2.4 Результаты последующих исследований.

2.5 Модель формирования взрывной волны при одновременном взрыве нескольких шпуровых зарядов.

Выводы.

3 Разработка методики расчета параметров БВР при проходке подземных выработок в гидротехническом строительстве.

3.1. Методика расчета параметров БВР для проходки выработок в гидротехническом строительстве.

3.2 Другие методики, применяемые для расчета параметров БВР при. проходке подземных выработок при добыче полезных ископаемых.

3.3 Существующие оценки разрушения горных пород взрывом удлиненных зарядов ПВВ. а. Результаты опытно-промышленных исследовваний. б. Результаты качественных лабораторных и опытно-промышленных исследований. в. Теоретические модели процессов разрушения горных пород взрывом зарядов ПВВ.

3.4 Феноменологическая квазистатическо-волновая теория процессов деформирования и разрушения горных пород взрывом удлиненных зарядов ПВВ.

3.5. Процессы деформирования и разрушения горных пород при взрывах удлиненных зарядов ПВВ при проходке выработок.

3.5.1. Последовательный взрыв с КЗВ комплектов удлиненных зарядов ПВВ.

3.5.2. Взаимное влияние взрываемых в одном комплекте зарядов ПВВ на процесс разрушения ими породы.

3.5.3. Взаимное влияние на процесс разрушения породы двух рядом расположенных удлиненных зарядов ПВВ.

Выводы.

4. Методика и результаты опытно промышленных исследований процессов разрушения пород при взрывной проходке выработки и сейсмического воздействия на соседнюю, расположенную рядом выработку

4.1 Горнотехнические условия проведения опытно-промышленных взрывов.

4.2 Расчет параметров БВР для опытных взрывов.

4.3. Особенности методики измерений сейсмических воздействий на соседнюю выработку ПТОПС.

4.4 Оценка сейсмического воздействия взрывов при проходке 111II на земную поверхность.

4.5 Первичный анализ результатов измерений скоростей частиц при воздействии взрывных волн на ПТОПС.

4.6. Общая оценка процесса дробления пород в. проходимой выработке.

Выводы.

5 Анализ сейсмограмм воздействия взрывных волн на ПТОПС и процесса дробления пород при проходке выработки.

5.1 Закономерности распространения упругих волн по обделке тоннеля ПТОПС.

5.2 Модель деформирования обделки ПТОПС.

5.3 Методика и последовательность расшифровки сейсмограмм.

5.4. Анализ результатов измерений взрывных волн,. зарегистрированных в платформе ПТОПС.

5.5 Процессы разрушения породы при проходке тоннеля 11111.

5.6 Оценка возможности разрушения бетонной рубашки обделки ПТОПС.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование параметров буровзрывных работ при проведении параллельных выработок неглубокого заложения"

Российская Федерация - одно из ведущих государств мира по объемам производства взрывных работ в различных климатических и горнотехнических условиях.

Горнодобывающая и энергетическая промышленности является одними из ведущих отраслей производства, обеспечивающей страну сырьем, топливом и электроэнергией.

При этом одним из основных видов работ при добычи полезного ископаемого в энергетическом строительстве в России является проведение подземных выработок в разных и сложных стесненных условиях. Проходка этих выработок осуществляется, как правило, с использованием буровзрывных работ (БВР), так как при строительстве горных выработок различного назначения в скальных породах буровзрывной метод продолжает оставаться пока наиболее эффективным и экономичным способом разрушения породы.

Вообще говоря, при строительстве подземных сооружений условно все виды горных работ можно разделить на следующие три группы:

- строительство стволов и капитальных выработок;

- сооружений камер около стволов и в капитальных выработках;

- сооружение сети горизонтальных выработок разного назначения.

Весь перечисленный комплекс выработок достигает 85% общего объема горно-капитальных и эксплуатационных работ в подземном руднике [1]. В гидротехническом строительстве объем этих работ с применением БВР так же является основным.

В 2002 году взрывные работы выполняли 1086 организаций, эксплуатирующих 4170 опасных производственных объектов, в том числе 1055 складов взрывчатых материалов (ВМ), 280 оборудованных площадок для приема взрывчатых материалов с заводов изготовителей, 19 комплексов для механизированной подготовки взрывчатых веществ (ВВ) к применению и 66 пунктов, на которых в течение года изготовлено 409,3 тыс. т ВВ. Изменения числа организаций, ведущих взрывные работы (в том числе и по отраслям промышленности), и объемов потребления ВВ приведены в таблице В.1 [2].

ТаблицаВ.1

Отрасли промышленности 1999 год 2000 год 2001 год 2002 год

Добыча руд цветных металлов 91 78 74 67

Добыча руд черных металлов 51 53 50 56

Добыча золота и алмазов 91 104 84 90

Добыча горно-химического сырья 14 15 18 18

Добыча стройматериалов 219 213 182 193

Строительный комплекс 43 37 39 60

Угольная и сланцевая 226 215 197 173

Геологические организации 82 77 86 90

Нефте-, газодобывающая 82 88 87 92

Прочие 240 248 278 247

Итого 1139 1128 1095 1086

Только при строительстве Учалинского подземного рудника в период с 1988 по 2003 гг. с помощью буровзрывных работ (БВР) было пройдено 27122 м горных выработок, в том числе 1621 м стволов и 25501 м горизонтальных и наклонных выработок, а также отбито и извлечено 506591 м3 горной массы [3]. При проходке подземных выработок и отработке очистных камер на Учалинском руднике ежегодно извлекается до 30000 м3 горной породы [4].

На шахте им. Губкина комбината "КМАруда" в 2000 году средние скорости проходки выработок с использованием БВР составили: нарезных выработок - 40 м/мес; подготовительных для откаточного и бурого горизонтов шахты - 50 120 м/мес. Всего за 2000 г. было пройдено 3846 м подготовительных, 6460 м нарезных и 11 тыс. м3 очистных выработок [5], пройденных мелкошпуровым способом.

Помимо больших объемов ведения БВР при подземной добыче полезных ископаемых и при энергетическом строительстве имеют место объекты со значительными объемами дробления горных пород взрывом. Так, например, при строительстве крупнейшей на Северном Кавказе Чиркейская ГЭС, установленной мощностью 1000 МВт, объемы извлекаемых горных пород при проходке подземных выработок составил - 128 тыс. м [6].

При любом подземном строительстве всегда формируются сопряжения выработки и целики, последние в дальнейшем служат несущими элементами различных сооружений: основаниями выработанного пространства, стенками выемок, междукамерными целиками, бортами карьеров и каналов и т.д. Кроме того, те объекты, абсолютная или относительная целостность которых заранее предопределена, требуют проведения специальных защитных мер при ведении взрывных работ в соседних выработках. Во всех этих случаях необходимо снижение до некоторого уровня деформирования и трещинообразования в охраняемых частях скальных массивах горных пород при проведении буровзрывных работ в рядом строящихся выработках.

Поэтому, как на подземных рудниках, так и при гидротехническом строительстве, вопросы воздействия взрывов на массив горных пород, в том числе на целики являются предметом пристального внимания ученых и инженеров-проектировщиков.

В целом проблема управления действием взрыва включает в себя значительный комплекс вопросов, решению которых посвящено большое количество работ. Выяснением физической сущности воздействия взрыва на горные породы занимались: А.Е. Азаркович, Ф.А. Баум, В.А. Белин, А.Ф. Беляев, О.Е. Власов, Г.П. Демидюк, Кольский Г., Б.Н. Кутузов, Г.М. Крюков, Н.В. Мельников, В.Н.

Мосинец, Г.И. Покровский, М.А. Садовский, К. П. Станюкович, А.Ф. Суханов, А.Н. Ханукаев, И.Е Хмара и многие другие. Выполненные ими работы в своей совокупности раскрывают общие закономерности процесса разрушения горных пород и устанавливают основные аналитические зависимости взрывных процессов.

Применительно к конкретным горно-геологическим и технологическим условиям разработки рудных месторождений разработан целый ряд методик по оценке воздействия взрывов на сохранность и устойчивость горных выработок. Наиболее обоснованными из них являются методики ВНИМИ, НИИ по проблемам Курской магнитной аномалии, отраслевых лабораторий МГМИ, ИГД АН СССР, ИГД АН Каз.ССР, УНИПРОмедь и др.

Тем не менее, проектирование и ведение взрывных работ, по указанным методикам не всегда обеспечивает заданный уровень степени нарушенности массива горных пород в узлах сопряжений и в междукамерных целиках при заданной степени дробления пород в проходимых выработках. Поэтому, при проведении буровзрывных работ во вновь проходимых выработках очень часто (особенно в начале строительства) происходят нарушения соседних. Ликвидация этих нарушений сопровождается с дополнительными затратами средств и времени, а иногда приходится останавливать горные работы для ликвидации аварий в соседних выработках.

Этим обусловлено непрерывное совершенствование технологии взрывных работ, при проходке выработок вблизи охраняемых объектов на основе углубления знаний о процессах и способах нагружения, деформирования и разрушения массивов горных пород при массовых взрывах. Это знание может быть достигнуто для конкретных горно-геологических и горнотехнических условиях и установлено только путем проведения специальных теоретических и экспериментальных исследований.

Здесь необходимо отметить, что воздействие взрывных волн на соседние охраняемые выработки и узлы их сопряжения различны для разных взаиморасположений проходимой и охраняемой выработок. Однако в существующих методиках различие в оценках воздействия взрывных волн, на охраняемые объекты при разных взаимных расположениях соседних выработок, не учитываются.

И обусловлено это, в первую очередь тем, что до настоящего времени не установлены общие закономерности воздействия взрывных волн, формирующих при проходке данной выработки, на соседние выработки. Установление таких закономерностей весьма проблематично из-за существенных различий начальных и граничных условий для разных типов сопряжений выработок.

Наибольшее количество и протяженность соседних выработок в гидротехническом строительстве имеет место при проходке параллельных подземных выработок, проводимых, как правило, в разное время. Однако, и для этого случая нет методик, позволяющих надежно рассчитывать взрывное воздействие при буровзрывной проходке данной выработки на соседнюю. Поэтому рациональные параметры БВР, оптимизирующие дробление пород при проходке данной выработки, и обеспечивающие сохранность соседней, как правило, устанавливаются путем проведения опытно-промышленных взрывов с соответствующими дополнительными затратами средств и времени.

Следовательно, установление закономерностей формирования и распространения взрывных волн в ближней к проходимой выработке зоне с учетом физико-технических свойств разрушаемых горных пород и последовательности инициирования групп зарядов промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) является актуальной научной задачей. Решение этой задачи позволит разработать более корректные способы расчета параметров БВР для проходки в гидротехническом строительстве неглубоких подземных выработок и существенно снизить объем корректировочных опытно-промышленных взрывов.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

• массовая скорость частиц породы в упругих волнах, распространяющихся в массиве после взрыва одной серии шпуровых зарядов ПВВ, убывает в ближней области (4,5 < г < 50) обратно пропорционально расстоянию от места взрыва;

• амплитуды взрывных волн, распространяющиеся в сторону соседней выработки, уменьшаются в 1,5 2,5 раза за счет экранирующего эффекта зонами дробления, формирующимися около забоя при предыдущих взрывах комплектов шпуровых зарядов в данной заходке;

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

• удовлетворительным функциональным согласованием с опытными данными теоретической зависимости изменения амплитуды взрывной волны с удалением от центра взрыва;

• согласованием с опытными данными теоретических оценок формирования и распространения волн сдвига в обделке выработок при действии на нее взрывных волн;

• положительными результатами использования известных закономерностей дробления горных пород взрывом удлиненных зарядов ПВВ для описания процессов дробления пород при подземной проходке неглубоких выработок.

Новизна работы заключается в установлении закономерностей формирования взрывных волн и уменьшении их амплитуды с удалением от центра взрыва в ближней к нему зоне (4 < г < 50) при проходке неглубоких подземных выработок.

Научное значение работы заключается:

• в установлении закономерностей формирования волн сдвига в чугунной части обделки тоннелей метрополитенов при воздействии на нее взрывных волн.

Практическое значение работы заключается в разработке методики расчета параметров БВР для подземной проходки неглубоких выработок, обеспечивающих сохранность охраняемых объектов, расположенных поблизости от нее, и необходимую степень дробления горных пород.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Вартанов, Вардан Геннадьевич

Выводы

1. Получено экспериментальное подтверждение модели (2.5.23), установленная во второй главе, зависимости скорости частиц во взрывной сейсмической волне от расстояния, массы одновременно взрываемых зарядов, их энергии и акустических жесткостей породы и ПД.

2. Теоретическими оценками и расшифровкой осциллограмм установлено, что в рассматриваемых опытах происходит повторное воздействие упругих волн на платформу тоннеля с интервалом порядка 2 - 2,4 мс. Причем, это воздействие определяется упругими волнами сдвига, распространяющимися по чугунной обделке.

3. Установлено, что при взрывной проходке выработок зоны дробления, формирующиеся при взрывах зарядов ПВВ в первых ступенях замедления, оказывают значительный экранирующий эффект для взрывных сейсмических волн, генерируемых в породе при взрывах зарядов ПВВ в последующих ступенях замедления.

4. Экспериментально установлено, что в рассматриваемых опытах амплитуда взрывных сейсмических волн была в 2 и более, раз меньше критической для чугунной части обделки. С учетом же строения обделки тоннеля (двухслойная «бетонная рубашка» плюс чугунные тюбинги), амплитуда взрывной волны воздействующей на чугунные тюбинги оказалось на порядок меньше критической, этим обстоятельством и обусловлено сохранность ПТОПС при проходке ППТ.

5. Полностью подтверждена оценка по ФКСВ теории размера зоны разрушения, формирующейся при взрывах удлиненных зарядов аммонита 6 ЖВ в известняке. Это согласование теории и опытного взрывания позволяет рекомендовать соотношение (5.11) для расчета W - характерного линейного параметра зоны разрушения при взрыве зарядов ПВВ при проходке выработок в других породах.

6. Подтверждено, что если расстояние меяеду шпурами в одной ступени замедления будет меньше, чем 0,8 JV, то при одновременном взрыве этих зарядов будет происходить формирование магистральных трещин по плоскости их расположения и негабаритных кусков в развале. Чтобы избежать этого негативного явления необходимо увеличить расстояние между одновременно взрываемыми зарядами (например, взрывать их через один). Либо ввести индивидуальное инициирование каадого заряда с интервалом замедления не менее 5-ти мс.

7. Разработаны «Рекомендациипо оценке сейсмического воздействия на выработки при подземной проходке соседних».

8. Разработать «Рекомендации по рациональным параметрам БВР для взрывной проходки подземной выработки, обеспечивающих заданную степень дробления пород».

9. Разработано «Предложение по дополнению к «Техническим правилам ведения взрывных работ в энергетическом строительстве».

Заключение

На основании выполненных исследований сформулированы следующие основные выводы:

1. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что процессы формирования взрывных волн и уменьшения их амплитуды с удалением от центра взрыва группы зарядов при проходке неглубоких подземных выработок, надежно описываются моделью взрыва эквивалентного сосредоточенного заряда, при этом амплитуда скоростей частиц породы во взрывной волне убывает с удалением от заряда обратно пропорционально г.

2. Установлено, что при взрывной проходке выработок зоны дробления, формирующиеся при взрывах зарядов ПВВ в первых ступенях замедления, оказывают значительный экранирующий эффект для взрывных волн, генерируемых в породе при взрывах зарядов ПВВ в последующих ступенях замедления, снижая их амплитуду в 1,5 - 2,5 раза. Это обстоятельство позволяет увеличить массу одновременно взрываемых зарядов в ступенях замедления, экранируемых раздробленной породой.

3. Экспериментально установлено, что в рассматриваемых опытах амплитуда взрывных волн была в 2 и более раз меньше критической для чугунной части обделки. С учетом строения обделки тоннеля (двухслойная «бетонная рубашка» плюс чугунные тюбинги) амплитуда взрывной волны, воздействующей на чугунные тюбинги, оказалась на порядок меньше критической. Этим обстоятельством и обусловлено сохранность ПТОПС при взрывной проходке ППТ.

4. Подтверждена известная закономерность формирования взрывных сейсмических волн на земной поверхности при подземных взрывах зарядов ПВВ, при этом для условий Московского региона коэффициент Кс в соответствующей формуле получился равным 1,5 (по результатам обработки опытных данных 20-ти основных импульсов в обоих взрывах). Таким образом, скорость смещения частиц породы во взрывной волне, приходящая на земную поверхность, следует оценивать при взрывной проходке подземных сооружений в Московском регионе по соотношению VM = Kc(lfm/r)a, см/с, при К = 1,5.

5. Качественное дробление пород при взрывной проходке подземных выработок будет иметь место при параметрах БВР, рассчитываемых по соотношениям:

• Размещение зарядов ПВВ во врубе JV3 = 2bT = d3pD^M{2(y + \)та)в); аврб ~ (0»9 -т- \)W3- расстояние между врубовыми шпурами.

• Размещение отбойных (вспомогательных) зарядов ПВВ на забое Щ = 2b0 = d]pD,]A/((r + \)арас); ашб = bornep = 0,91V, - расстояния между отбойными и врубовыми шпурами.

• Размещение оконтуривающих зарядов ПВВ b = Wx - расстояние до отбойных шпуров; а= 0,7 + 0,8 Ж, - расстояние между оконтуривающими шпурами.

6. На основании выполненных исследований разработаны: a. «Рекомендации по оценке величины сейсмической волны на земной поверхности при взрывных проходках выработок при строительстве Московского Метрополитена»; b. «Рекомендации по оценке сейсмического воздействия на выработки при подземной проходке соседних»; c. «Рекомендации по рациональным параметрам БВР для взрывной проходки подземной выработки, обеспечивающих заданную степень дробления пород»; d. «Предложение по дополнению к «Техническим правилам ведения взрывных работ в энергетическом строительстве». Разработанные рекомендации приняты к использованию. В МГГУ в 2004 году издано учебное пособие для вузов, с использованием результатов диссертационной работы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Вартанов, Вардан Геннадьевич, Москва

1. Поль В.Г., Боликов В.Е. Особенности проектирования горных выработок в тектонически напряженном массиве. -М.: Горный журнал, №7,2001, с. 15-19.

2. Субботин А.А., Перепелицин А.И., Гаврилов Н.И., Колесникова С.В. Состояние и основные проблемы взрывного дела в Российской Федерации. М.: Горный журнал, № 3,2004, с. 54-61.

3. Яумбаев У.Д. Капитальное строительство на комбинате. М.: Горный журнал, №6,2004, с. 20-25.

4. Белорусов В.Г., Зубков А.Е., Мельников А.Д. и др. Перспективы развития Узельгинского подземного рудника. -М.: Горный журнал, №6,2004, с. 45-47.

5. Ельников В.Н., Лейзерович С.Г., Усков А.Х. Совершенствование буровзрывных работ при добыче железистых кварцитов подземным способом. -М.: Горный журнал, №9,2001, с. 40-44.

6. Нейковский А.А., Касаткин Н.В., Минин В.А. Совершенствование компоновочных и конструктивных решений в процессе проектирования и строительства Чиркейской ГЭС. М.: Гидротехническое строительство, №9,2004 г., с.7-12.

7. Тиль В.В. ОАО «Донской ГОК»: вступая в новый век. М.: изд. Горный журнал, №11,2002, с. 23-25.

8. Скляренко А.В. Строительство ГЭС Яли во Вьетнаме. М.: изд. Гидротехническое строительство, №7,2004, с. 44-52.

9. Скляренко А.В. Строительство объектов энергетического тракта ГЭС Яли во Вьетнаме. М.: изд. Гидротехническое строительство, №8,2004, с. 37-47.

10. Технические правила ведения взрывных работ в энергетическом строительстве. Издание третье, переработанное и дополненное. Москва, 1997, -233А1. Баум Ф.А., Станюкевич К.П., Шехтер Б.И. Физика взрыва. М.: Физмат-гиз, 1959,800 с.

11. Садовский М.А. Сейсмический эффект взрывов. Труды всесоюзного совещания по буровзрывным работам. М.-Л., Гостоптехиздат, 1940, с. 290-319.

12. Садовский М.А. Простейшие приемы определения сейсмической опасности массовых взрывов. М. - Л., Изд. АН СССР, 1946, -29 с.

13. Хмара И.Е. Методика определения сейсмобезопасного количества зарядов ВВ для междукамерных целиков. М., 1980 г., -9 е.- Рукопись представлена ВНИИГом. Деп. в ЦНИИцветмегэкономики и информации, 29 дек. 1980, №671.

14. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. Взрывные работы вблизи охраняемых объектов. -М.: Недра, 1984,112 с.

15. Шуйфер М.И. Исследование сейсмического эффекта взрывов на строительстве гидросооружений: Сб. научн. Трудов Гидропроекта. М., 1982. Вып. 75, с. 141-153.

16. Авдеев Ф.А., Барон B.JL, Гуров Н.В. Нормативный справочник по Буровзрывным работам. -М.: Недра, 1986, -511с.

17. Орленко Л.П. Физика взрыва. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004, Т.2, -656с.

18. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюченко В.Н. и др. Механический эффект подземного взрыва. Под ред. М.А. Садовского. М.: Недра 1971, -224 с.

19. Садовский М.А, Костюченко В.Н. О сейсмическом действии подземных взрывов. Доклады АН СССР. М., 1974, том 214, №5,1097-1100 с.

20. Шуйфер М.И. К расчету сейсмобезопасности туннелей при взрывах. -М.: Гидротехническое строительство, №7,1987, с. 21-23.

21. Шамин В.М. К вопросу о сейсмическом действии взрыва на подземные выработки// Тр. института физики Земли им. О.Ю. Шмидта, №33 (200). М.: Наука, 1964,332с.

22. Мосинец В.Н. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников / Ред. М.: Недра, 1981,198 с.

23. Юревич Г.Г., Беляков В.Д., Севастьянов Б.Н. Охрана горных выработок от воздействия взрывов. -М.: Недра, 1972,224 с.

24. Игнатьев Р.А., Игнатьева Н.К., Кошумов Б.Х., Прохасько Г.Р. Технология возведения набрызгбетонной крепи в очистных камерах. -М.: Горный журнал, № 10,1973, с. 32-35.

25. Ватутин С.А., Лерман В.Б., Абрамов А.Е. Об образовании трещин в междукамерном целике под действием взрывных работ. -М: "Горный журнал" № 3, 1998, с. 60-62.

26. Гуминский МБ., Задорожний A.M., Малимоненко А.Г., Колпак В.И. Напряженное состояние сплошных породных целиков при углубке главных рудо-выдающих стволов глубоких шахт Кривбасса. М.: Горный журнал № 12,1975, с. 44-46.

27. Егоров П.В., Редькин В.А., Попов В.Н. Опыты проведения выработок в удароопасных породах. Цветная металлургия, № 9,1976, с 17-18.

28. Егоров П.В., Редькин В.А. Прогнозирование и предотвращение горных ударов при проведении камерных выработок. М.: Горный журнал, № 12, 1979, с. 44-46.

29. Петухов И.М., Егоров П.В, Редькин В.А. и др. Результаты комплексных исследований напрженного состояния пород Джезказганского месторождения: Измерение напряжений в массиве горных пород. Новосибирск, изд. ИГД СО АН СССР, 1976, с. 20-24.

30. Айзаксон В. Давление горных пород в шахтах. М.: Госгортехиздат, 1961,261с.

31. Мостков В.М. Подземные сооружения большого сечения. М.: Недра, 1974,134 с.

32. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. -М: Недра, 1982,175 с.

33. Мирзаев Г.Г. Обеспечение устойчивости выработок в условиях многократного действия взрывов // Цветная металлургия. -1979, №3., с. 9-13.

34. Бояркин В.И. Оценка напряженного состояния пород по выходу керна из геологоразведочных скважин // Измерение напряжений в массиве горных пород. -Новосибирск, 1974,-С. 80-82.

35. Дерюшев А.В., Климко В.К. Анализ устойчивости капитальных горных выработок в сложных горногеологических условиях Горной Шории. -М.: Горный журнал №6,1986, с. 46-49.

36. Вольфсон П.М., Дидок А.В., Петик В.В. Новый тип крепи сопряжений выработок выпуска доставки на рудниках Криворожского бассейна. -М.: "Горный журнал" №1,1985, с. 31-34.

37. Влох Н.П., Зубков В.А., Шуплецов Ю.П. и др. Опыт применения податливых потолочинных целиков при разработке наклоннопадающих рудных тел. -М: Горный журнал №11,1983, с. 43-45.

38. Влох Н.П., Зубков А.В., Феклистов Ю.Г., Балек А.Е., Лубенец И.П. Разработка наклонных рудных тел камерами увеличенных размеров. -М.: Горный Журнал №8,1986, с. 26-28.

39. Податливый поддерживающий целик: А.с. 1153065 СССР МКИ Е21 С 41/06.

40. Дидок А.В., Ивкин В.П., Лыеаковский В.А., Жупаненко В.П. Опыт и совершенствование средств и способов крепления выработок. -М: Горный Журнал №1,1986, с. 30-33.

41. Вольфсон П.М., Дидок А.В., Петик В.В., Новый тип крепи сопряжений выработок выпуска и доставки на рудниках на рудниках Криворожского бассейна. -М.: Горный журнал №1,1985, с. 31-33.

42. Зицер И.С., Дыдзинский В.В, Чуб В.Ф. и др. Совершенствование конструкций металлических крепей и механизация их возведения. М.: Горный журнал №7,1979, с 28-31.

43. Билибин В.В., Матвеев И.Ф., Ваганова В.А. К вопросу о классификации динамических проявлений горного давления на Таштагольском месторождении. -М.: Горный журнал, №6,2003, с. 39-44.

44. Крупнов В.М., Сафьянов В.И., Сайтбурханов В.Ю. Применение неэлектрической системы инициирования для снижения сейсмического эффекта массовых взрывов. -М.: Горный журнал, №9,2002, с.34-35.

45. Ельников В.Н., Лейзерович С.Г., Усков А.Х. Совершенствование буровзрывных работ при добыче железистых кварцитов подземным способом. -М.: Горный журнал, №9,2001, с. 40-44.

46. Еременко А.А., Еременко В.А., Скляр Н.И., Матвеев И.Ф., Шипеев О.В. Влияние промышленных взрывов на распределение сейсмических и динамических явлений в массиве горных пород. М.: Горный журнал, №1,2002, с. 40-43.

47. Микулин Е.И., Климовских Е.И. Опыт проходки выработок в удароопас-ных условиях североуральских бокситовых месторождений. М.: Горный журнал, №1,2002, с. 49-52.

48. Дубнов J1.B., Бахаревич Н.С., Романов А.И. Промышленные взрывчатые вещества. М.: Недра, 1973.

49. Зельдович Я.Б. Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. -М.: Физматшз, 1963, 688 с.

50. Ландау Л.Д., Станюкович К.П. Об изучении детонации конденсированных ВВ. Доклады АН СССР, 1945, т 46, № 9.

51. Юхансен К., Персон П. Детонация взрывчатых веществ. М.: МИР, 1972, 352 с.

52. Шведов К.К., Дремин А.А. О параметрах детонации промышленных ВВ и их сравнительной оценке // Сб. «Взрывное дело», № 76/33. -М.: Недра, 1976, с. 137-150.

53. Шведов К.К. Современное состояние теории детонации и методов прогнозирования параметров конденсированных конденсированных взрывчатых веществ // Записки горного института. Т. 148 (1). С-Пб.: 2001, с. 33-38.

54. Менжулин М.Г., Парамонов Г.П., Миронов Ю.А., Юровских А.В. Метод расчета дополнительного разрушения горных пород на квазистатической стадии действия взрыва / Записки горного института. Т. 148 (1). С.-Пб.: 2001, с. 138142.

55. Боровиков В.А., Ванягин И.Ф. К расчету параметров волны напряжений при взрыве удлиненного заряда в горной породе // Взрывное дело №76/33. -М.: Недра, 1976, с. 74-85.

56. Шведов К.К. О регистрации параметров Чемпена-Жуге при детонации конденсированных взрывных веществ. -Физика горения и взрыва, 1987, №4, с 94-103.59. Гриб А.А. ПММ. №8,1944.

57. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом зарядов промышленных ВВ. /Отдельные статьи горного информационно-аналитического бюллетеня/. -М: изд-во Ml 1 У, 2003, 67с.

58. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т1-М:Наука, 1970,492 с.

59. Шемякин Е.И. О волнах напряжений в твердых телах. Труды XII Международного Конгресса по прикладной механике, Стэнфорд, США, 1968 (тезисы).

60. Шемякин Е.И., Кочанов А.Н. Волны напряжений при взрыве скважинно-го заряда // Сб. «Взрывное дело» № 91/48. М.: 1998, с. 12-21.

61. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Теоретическая оценка степени взрывного дробления горных пород на карьерах при разных способах инициирования зарядов. /Отдельные статьи горного информационно-аналитического бюллетеня/. -М.: изд-во МГТУ, 2003, 26 с.

62. Демидюк Г.П., Современные теоретические представления о действии взрыва в среде. В кн.: Буровзрывные работы в горной промышленности. - М.: Госгортехиздат, 1962, с. 223-240.

63. Демидюк Г.П., Смирнов С.А. К вопросу о механизме дробления пород взрывом. В кн.: Взрывное дело, № 52/9, -М.: Госгортехиздат, 1963, с.285-287.

64. Мельников Н.В., Марченко Л.Н. Энергия взрыва и конструкция заряда- -М.: Недра, 1964,245 с.

65. Мельников Н.В. Использование энергии взрывчатых веществ и кускова-тость пород при взрывных работах. -М.: «Горный журнал», № 5-6,1940.

66. Покровский Г.И., Черниговский А.А. Расчет зарядов при массовых взрывах на выброс. М.: Госгортехиздат, 1962,86 с.

67. Покровский Г.И. Предпосылки теория дробления пород взрывом. -В кн.: Вопросы теории разрушения горных пород взрывом. М., изд-во АН СССР, 1958, с. 140-149.

68. Суханов А.Ф. Разрушающая способность взрывчатых веществ. Уголь, 1956, №8, с. 34-38.

69. Суханов А.Ф. Разрушение горных пород взрывом. В сб.: Вопросы теории разрушения горных пород действием взрыва. М., из-во АН СССР, 1958, с. 61-77.

70. Ханукаев А.Н. Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом. М.: Госгортехиздат, 1962, - 200 с.

71. Ханукаев А.Н. Физические процессы при отбойке горных пород взрывом. -М.: Недра, 1974, -223 с.

72. Ляхов Г.М., Поляков Н.И. Волны в плотных средах и нагрузки на сооружения. М.: Недра, 1967, -232с.

73. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. -М.: Недра, 1976,271с.

74. Sharp J.A. The program of Elastic Waves by Explosive Preesure, Geophisics, 7 (1942), p,144-154,p.311-321.

75. Родионов В.Н. и др. Исследование процесса развития взрывной полости при камуфлетном взрыве. В сб.: Взрывное дело, №64/21. М.: Недра, 1968.

76. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. -М.: Недра, 1993,-319с.

77. Христианович С.А. Ударная волна на значительном расстоянии от места взрыва. ПММ: 1956, Т. 20, вып 5, с. 599-605.

78. Компонеец А.С. Ударные волны в пластической уплотняющейся среде. -ДАН: СССР, 1956, Т. 109, №1, с. 49-52.

79. Ловецкий Е.Е. Соотношения подобия при взрыве в пластической уплотняющейся среде. -Изв.: А.Н. СССР, ОТН, 1958, №1, с 120-122.

80. Романов А.Н., Родионов В.Н., Сухотин А.П. Взрыв в уплотняющейся неограниченной среде. ДАН. СССР, 1958, Т. 123, №4, с. 627-630.

81. Григорян С.С. Об общих уравнениях динамики грунтов. ДАН: СССР, 1959, Т. 124, №2, с. 285-287.

82. Зволинский Н.В. Об излучении упругой волны при сферическом взрыве в грунте. -ПММ: Т. XXIV, 1960, вып. 1, с 126-133.

83. Шемякин Е.И. Расширение газовой полости в несжимаемой упругой-пластичной среде. -ПМТФ: 1961, №5, с. 91-99.

84. Григорян С.С., Ляхов Г.М., Мельников В.В., Рыков Г.В. Взрывные волны в лессовидном грунте. ПМТФ: 1963, №4, с. 35-39.

85. Огурцов К.И. Некоторые точные оценки упругих напряжений и смещений, образуемых в сосредоточенным врывом в твердых породах. В сб.: Народнохозяйственное использование взрыва, СО А.Н. СССР, 1960.

86. Ханукаев А.Н., Баранов Е.Г., Мосинец В.Н. Экспериментальные исследования процесса разрушения пород взрывом. Фрунзе: А.Н. КрССР, 1961,134с.

87. Шемякин Е.И. О волнах напряжений прочных горных породах. ПМТФ: 1963, №5, с. 83-93.

88. Онисько Н.И., Шемякин Е.И. Движение свободной поверхности однородного грунта при подземном взрыве. ПМТФ: 1961, №4, с. 82-93.

89. Шемякин Е.И., Медведев Н.С. Волны нагрузки при подземном взрыве в горных породах.-ПМТФ: 1961, №6.

90. Selberg J.A. Transient Compression Wave from Spherical and Cilindrical Cavities, Arkiv f. Fisik, 5, (1952), p.97-108.

91. Крюков Г.М. Методы научных исследований. 4.1. Учебное пособие. -М.: МГТУ, 2002, -90 с.

92. Крюков Г.М. Физика разрушения горных пород при бурении и взрывании. Учебник для вузов. -М.: Горная книга, 2006, -Т.1, -330с.

93. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. Взрывные работы вблизи охраняемых объектов. М.: Недра, 1984, - 213с.

94. Шуйфер М.И. К расчету сейсмобезопасности туннелей при взрывах. -М.: Гидротехническое строительство, №7,1987, -21с.

95. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Покровский И., Лушнов Н.П. Дробление скальных массивов взрывом в практике гидротехнического строительства. -М.: Энергоатомиздат, 1993, -138с.

96. Эткин М.Б., Азаркович А.Е. Взрывные работы в энергетическом и промышленном строительстве. -М.: МГГУ, 2004, -317 с.

97. Мангуш С.К., Крюков Г.М., Фисун А.П. Взрывные работы при подземной разработке полезных ископаемых. -М.: АГН, 2000, -280с.

98. Андриевский А.П. Разработка параметров взрывания при проходке выработок на основе установленных закономерностей образования зон разрушения/ Дисс. На соиск. кчен. степ. канд. техн. наук. М.: Ml 1 У, 1988,185 с.

99. Кузнецов В.А. Проектирование буровзрывных работ. М.:, МГГУ, 1997.

100. Кузнецов В.А. Прогнозирование грансостава взорванной горной массы на основе структурно-деформационного зонирования взрываемых полигонов // Сб. «Взрывное дело» №93/50. М. МВК по взрывному делу АГН, ГУДП «Полиграф», 2001, с. 47-55.

101. Казаков Н.Н. Взрывная отбойка руд скважинными зарядами. М.: Недра, 1975,-191 с.

102. Картозия Б.А., Котенко Е.А., Петренко Е.В. Строительная геотехнология.-М.: МГТУ, 1997.

103. Насонов И.Д., Ресин В.И., Шуплик М.Н., Федюкин В.А. Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок. М.: 3-е изд., АГН, 1998, -317с.

104. Миндели Э.О. Разрушение горных пород. -М.: Недра, 1974, -600с.

105. Кейсер Н.Д., Гамсахурдия Ш.Г. Математические модели разрушения горных пород взрывом в приложении к инженерно-технологическим задачам горного дела. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1972,31 с.

106. Дрозд ИИ. Расчет рациональных параметров разрушения мерзлых грунтов при устройстве выемок заданных размеров// Записки горного института. Т. 148 (2). С-ПБ.: 2001, с. 32-37.

107. Глазков Ю.В. Разработка контурного взрывания с предварительным напряжением массива при строительстве выемок / Дисс. На соискание ученой степени канд. техн. наук. -М.: ЦНИИС, 1988,232 с.

108. Крюков Г.М. Физика взрывного разрушения. Учебное пособие. М.: МГИ, 1986, - 64с.

109. Закалинский В.М., Казаков Н.Н. О подходах к определению КПД взрыва в геотехнологии // Записки горного института, Т. 148(1). С-Пб.: 2001, с. 120 -123.

110. Адушкин В.В. Модельные исследования разрушения горных пород взрывом. -М.: ИПКОН РАН, 1999,- 18-29с.

111. Родионов В.Н., Сизов И.А., Цветков В.М. Основы геомеханики. М.: Недра, 1984,-70 с.

112. Русаков B.JI. Разработка способа проходки восстающих выработок увеличенными заходками взрывом скважинных зарядов. Автореф. дисс.канд. техн. наук-М.: МГИ. -1989, -180с.

113. Синицин И.Ю. Разработка способа проходки восстающих выработок с отбойкой породы скважинными зарядами увеличенными заходками. Автореф. дисс.канд. техн. наук-М.: МГИ.-1987,-195с.

114. Шайкибеков С.С. Установление закономерностей разрушения массива взрывом контурных зарядов для определения их рациональных параметров для рудников Жезказгана / Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М.: Ml 1 У, 1999,159 с.

115. Байконуров О.А., Винокуров JI.B. К вопросу определения динамических напряжений, возникающих в элементах горных выработок при взрыве. В кн.: Проблемы механики горных пород. Алма-Ата: Наука, 1966, с. 28-34.

116. Данчев П.С., Пучков Я.М. О влиянии обнаженной поверхности на степень дробления среды взрывом заряда ВВ. В кн.: Вопросы разрушения горных пород взрывом. М.: Наука, 1963, С. 15-26.

117. Митин В.Д. Разрушение горных пород в сторону массива при взрывной отбойке. В кн.: Взрывное дело, № 67/24, М.: Недра, 1969, с. 132-140.

118. Лысенко О.С., Мухин И.Д. и др. Об определении глубины зоны трещинообразования, возникающей под действием взрывов в соляном массиве. Труды ВНИИГ, вып. 17, Л.: 1974, С. 119-125.

119. Лысенко О.С., Мухин И.Д. Повышение безопасности работ в условиях сейсмического воздействия взрывов на междукамерные целики. В кн.: Взрывное дело, № 72/29, М.: Недра, 1973, С. 259-262.

120. Рубцов В.К. Исследование дробления горных пород взрывом на карьерах. Дисс.докт. техн. наук. -М.: МГИ, 1971, -412с.

121. Миронов П.С. Взрывы и сейсмобезопасность сооружений. М.: Недра, 1973, с.-168.

122. Демидюк Г.П., Рогалис B.C. Влияние некоторых параметров взрыва на прочностные свойства пород за пределами зоны видимого разрушения. -В кн.: Исследование технологии и определение параметров разработки рудных месторождений.-М: Наука, 1971, с.117-121.

123. Станюкевич К.П., Баум Ф.А., Шехтер Б.И. физика взрыва. М.: Физмат-гиз, 1959 г.,-800с.

124. Глазков Ю.В. Исследование влияния предварительного поля напряжений на эффект контурного взрывания. // В сб. Тезисы докладов XI Всесоюзной научной конференции.: Комплексные исследования физических свойств горных пород и процессов. -М.: МГИ, 1987, -82с.

125. Глазков Ю.В. Совершенствование технологии буровзрывных работ при сооружении выемок с ненарушенными откосами. // В сб. научных трудов ЦНИ

126. ИС.: Новые конструкции и технология сооружения земляного полотна. М.: Транспорт, 1987, с. 63-65.

127. Власов О.Е. Основы теории действия взрыва. М.: изд-во ВИА, 1957, -407 с.

128. Власов О.Е. К основам теории разрушения горных пород действием взрыва. В кн.: Вопросы теории разрушения горных пород действием взрыва. -М., АН СССР, 1958, с.44- 61.

129. Hino К. Quarterly of the Colorado School of Mines, July, 1959 y.

130. Noran C.H. Blasting experiments in granite rock. Colo. Sch. Mines, 1956 y.

131. Баранов Е.Г., Коваленко B.A. Формирование энергии ударных волн при взрыве скважинных зарядов. // В сб. «управление энергии взрыва». -Фрунзе: Ил им, 1970.

132. Коше левым Э.А. О диссипации энергии при подземном взрыве. -М.: ЦМТН,№5,1972.

133. Боровиков В.А. Влияние расстояния между зарядами на эффект взаимодействия встречных полей напряжений. -Изв. ВУЗов. Горный журнал, №5,1974, -с. 93-99.

134. Казаков Н.Н. О структуре трещины разрушения в породе. // Сб.:Физические проблемы взрывного разрушения массивов горных пород. -М .: ИПКОН РАН, 1999, с. 95-96.

135. Друкованный М.Ф. Метод управления взрывом на карьерах. М.: Недра.-1973,-416 с.

136. Крюков Г.М. Модель взрывного рыхления гоных пород на карьерах. Выход негабарита. Средний размер кусков породы в развале: Отдельные статьи Горного информационно-аналитического бюллетеня. -М.: изд. МГТУ, 2005, -№ 2,-30 с

137. Безопасность при взрывных работах: Сборник документов. Серия 13. Выпуск 1/Колл. Авт. -М.:Госсударственное унитарное предприятие «Научнотех-нический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2001,-248 с.

138. Кутузов Б.Н., Совмен Б.В., Эквист Б.В., Вартанов В.Г. Безопасность сейсмического и воздушного воздействия массовых взрывов. -М: изд. МГГУ, 2004,-180 с.

139. Позняков З.Г., Росси Б.Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. -М.: Недра, 1977,256 с.

140. Вартанов В.Г. Рациональные параметры БВР при подземной проходке выработок в Московском регионе. -М: изд. МГГУ, 2006, № 1,-25 с.

Информация о работе

Вартанов, Вардан Геннадьевич
кандидата технических наук
Москва, 2006
ВАК 25.00.20

Диссертация

Обоснование параметров буровзрывных работ при проведении параллельных выработок неглубокого заложения - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы