Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах

Цэдэнбат Ариунжаргал

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах"

На правах рукописи УДК 622.236

904607297

ЦЭДЭНБАТ Ариунжаргал

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА ВЗРЫВАНИЯ ТВЕРДЫХ ВСКРЫШНЫХ ПОРОД С ЛИНЗООБРАЗНЫМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ НА УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗАХ

Специальность 25.00.20-«Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазоданамика и горная теплофизика»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 6 АВГ 2010

Москва 2010

004607297

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет» на кафедре «Взрывное дело»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор БЕЛИН Владимир Арнольдович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ВИКТОРОВ Сергей Дмитриевич; кандидат технических наук ГИЛЬМАНОВ Рафаэль Абдулхакович

Ведущее предприятие — Ассоциация «Союзвзрывпром» (г.Москва)

. Защита диссертации состоится « » сентября 2010 г. в « /¿Г» час. на заседании диссертационного совета Д-212.128.05 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке • Московского государственного горного университета

Автореферат разослан « 3 » августа 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

МЕЛЬНИК

Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Угольная промышленность Монголии является основой энергетической отрасли страны, так как в настоящее время другие энергетические ресурсы не используются в промышленном масштабе.

Около 70% угольных запасов находится на глубине до 300 м и может разрабатываться открытым способом. Из 34 месторождений угля с балансовыми запасами около 20 млрд т 30 месторождений отрабатываются открытым способом при общей добыче угля от 8 до 10 млн т в год (более 90% всей добычи угля в Монголии) и объеме вскрышных работ 28...40 млн м3. Наиболее крупным и перспективным угольным предприятием в Монголии является разрез Баганур со среднегодовой производительностью 2,8...3,0 млн т и 11,0...12,8 млн м3-вскрышных пород, что составляет 30...35% от всего объема добычи и выемки вскрышных пород в стране. В перспективе предполагается довести добычу угля на разрезе до 6 млн т.

Климат Монголии резко континентальный. Поэтому большая часть ее площади (около 63%) занята многолетнемерзлыми породами и грунтами. При этом доля вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты составляет более 80% от их общей площади. 22 разреза Монголии из 30 (более 70%) имеют участки с вечной мерзлотой. Вечная мерзлота на разрезе Баганур залегает в виде линзообразных включений, занимающих площадь около 4 км2 на участке, добыча угля с которого составляет более 0,6 млн т (более 20% от годовой производительности разреза).

Около 60% всего объема вскрышных работ производится с использованием буровзрывных работ (БВР), эффективность которых определяет эффективность всех последующих технологических процессов. Однако взрывание пород с включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива традиционным способом (с увеличением удельного расхода взрывчатых веществ (ВВ) до 20% и более) не обеспечивает рациональной степени дробления вскрышных пород. Имеют место повышенный выход негабарита (15...20%) и увеличенный средний размер кусков породы в развале взорванной горной массы, что резко снижает производительность вскрышного комплекса, увеличивает затраты на вторичное дробление и усложняет организацию работ на уступах.

В известных работах по разрушению взрывом мерзлых пород рассматриваются в основном процессы взрывного дробления либо их верхнего сезонно-мерзлого слоя либо взрывания собственно мерзлоты. При этом работы по взрыванию твердых (скальных и полускальных) вскрышных пород с включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива отсутствуют. Поэтому научно обоснованные технологические разработай способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах, направленного на исключение негативных последствий наличия мерзлоты внутри разрушаемого массива горных пород, являются актуальными.

Целью работы является обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах для улучшения качества дробления пород (на примере одного из крупнейших угледобывающих предприятий Монголии -Баганурского угольного разреза), что обеспечивает уменьшение выхода негабарита и среднего размера куска взорванной горной массы, приводящее к увеличению производительности погрузочно-транспортного оборудования.

Идея работы заключается в выборе параметров промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) в дополнительных скважинах исходя из обеспечения требуемого разрушения частей слоя мёрзлого включения, находящихся между основными скважинами, в зависимости от характеристик вмещающих пород и этих включений и свойств применяемого в основных скважинах ПВВ.

Научные положения, разработанные лично соискателем:

1. Размеры частей мерзлых включений в твердых горных породах, неразрушенных взрывом зарядов ПВВ в скважинах и являющихся источником выхода негабаритов, пропорциональны диаметру скважин и разности корней квадратных удвоенной обратной величины прочности при растяжении вмещающих пород и обратной величины прочности при растяжении мерзлых включений.

2. Установлено, что при взрывании массивов твердых горных пород с включениями вечной мерзлоты необходимо применять дополнительные скважинные заряды, размещаемые на пересечении диагоналей соседних основных скважин, а для заряжания дополнительных скважин использовать ПВВ со скоростью детонации, пропорциональной скорости детонации ПВВ в

основных скважинах и корню квадратному из отношения пределов прочности при растяжении мерзлых и вмещающих пород.

3. Определены зависимости и установлены критериальные уравнения, определяющие взаимосвязь приведенной скорости детонации ПВВ в дополнительных и основных скважинах с приведенным пределом прочности при растяжении мёрзлых включений и вмещающих пород массива, позволяющие обосновать и выбрать ПВВ в дополнительных скважинах.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

сходимостью результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разрушению массива с включениями вечной мерзлоты;

- положительными результатами апробации разработанного способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на разрезе Баганур в Монголии и использованием рекомендаций автора при составлении проектов взрывных работ на этом разрезе.

Научная новизна работы заключается в установлении:

- закономерностей разрушения массивов горных пород с липзообразными включениями вечной мерзлоты взрыванием зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах;

- зависимостей и критериальных уравнений, определяющих взаимосвязь прочностных свойств вмещающих немерзлых пород массива и мерзлых включений с характеристиками зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах;

- зависимости скорости детонации зарядов ПВВ в дополнительных скважинах, необходимой для эффективного разрушения зон нерегулируемого дробления между основными скважинами внутри мерзлых включений, от скорости детонации зарядов ВВ в основных скважинах и пределов прочности при растяжении вмещающих немерзлых пород массива и мерзлых включений.

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей взрывного разрушения твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты при использовании дополнительных скважин с учетом прочностных свойств вмещающих немерзлых пород и мерзлых включений и характеристик зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах, что позволяет повысить эффективность вскрышных работ на угольных разрезах.

Практическое значение работы заключается в разработке способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах (патент РФ на изобретение №2263877), обеспечивающего повышение эффективности буровзрывных работ (БВР) за счет снижения выхода негабарита с 15...20 до 5...10%, уменьшения среднего размера кусков породы в развале взорванной горной массы и повышения производительности вскрышного комплекса.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный способ взрывания пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты и практические рекомендации приняты к внедрению Баганурским угольным разрезом Монголии. Расчеты показывают возможность увеличения объема добычй угля на 75 тыс. т в год при использовании имеющегося на разрезе оборудования..

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международных научных симпозиумах «Неделя горняка» (2005, 2006 и 2009 гг.), в Институте горного дела при Монгольском государственном университете науки и технологии (2006,2010 гг.), на техсовете угольного разреза Баганур (2006 и 2009 гг.), на семинарах кафедры «Взрывное дело» МГТУ (2006, 2008 и 2010 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований и приложения, содержит 19 таблиц и 33 рисунка.

Основное содержание работы

Более 70% угольных разрезов Монголии имеют учаспш вечной мерзлоты, а так как они находятся вблизи или на южных границах распространения вечной

мерзлоты, она, как отмечают основоположники мерзлотоведения и механики мерзлых грунтов Сумгин М.И. и Цытович Н.А., представлена в виде линзообразных включений или, что встречается реже, чередующихся слоев, окруженных породами с положительными температурами. При этом, по Баранову Н.Я., граница распространения многолетнемерзлых пород представляет собой не линию, а широкую полосу, достигающую 500 км ширины (переходную зону), имеющую участки как с вечной мерзлотой, так и без них, с резкими отличиями в промерзании и оттаивании даже на близких расстояниях.

Наличие включений вечной мерзлоты внутри массива снижает качество подготовки взорванной горной массы вскрышных пород к погрузочно-транспортаым операциям. Так, на разрезе Баганур в этих условиях содержание кусков породы в развале размером - 500 мм в 2 раза меньше, чем при взрывании пород без включений вечной мерзлоты, средний размер кусков - в 1,75 раза больше, а выход фракции +1000 мм возрастает в 2,65 раза и достигает 15...20%. Это резко снижает потенциально возможную производительность вскрышного комплекса, особенно экскаваторов, увеличивает затраты на вторичное дробление, усложняет организацию работ и требует использования дополнительного оборудования для увеличения объемов добычи угля. Хотя объем БВР по породам с линзообразными включениями вечной мерзлоты составляет всего около 8% от их общего объема, в целом по разрезу выход негабарита увеличивается с 6,6 до 7,5% (на 13,6%), а средний размер куска - с 0,35 до 0,4м (на 14,3%).

Такое положение объясняется особыми свойствами мерзлых пород и процесссами, протекающими при их образовании. Мерзлые грунты и породы представляют собой четырехкомпонентную систему, содержащую твердые минеральные частицы, включения льда, везамерзшую воду с растворенными в ней веществами и газы (воздух, пары воды и др. газы). В зависимости от соотношения компонентов при приложении к ним нагрузок они могут разрушаться как тела пластичные или как хрупкие.

Прочность 1рунта в мерзлом состоянии существенно больше прочности того же грунта в немерзлом состоянии. В меньшей степени это проявляется в скальных грунтах. Тем не менее в соответствии с классификацией мерзлых пород по взрываемосги, утвержденной Междуведомственной комиссией по взрывному делу, для диабазов отношение пределов прочности при сжатии в мерзлом и талом состояниях равно 1,3. Там же отмечено, что при уменьшении

прочности пород и увеличении влажности величина отношений прочностей в мерзлом и талом состояниях возрастает и составляет для известняков 1,5...3,0, а для мергелей - 4,7. Для легковзрываемых аргиллитов, алевролитов и среднезернистых слабосцементированных песчаников Баганурского месторождения указанные отношения пределов прочности при растяжении составляют 1,75...4,0, для средне взрываемых плотных аргиллитов, алевролитов и песчаников серых крупнозернистых - 1,6...3,5, а для трудновзрываемых песчаников мелко- и среднезернистых - 1,5...2,5.

Вопросам изучения процессов разрушения горных пород взрывом посвящено большое количество теоретических и экспериментальных исследований, из которых основными являются работы Адуппсина В.В., Барона ВЛ., Барона Л.И., Баума Ф.А., Белина В.А., Беляева А.Ф., Викторова С.Д., Демидюка Г.П., Докучаева М.М., Друкованого М.Ф., Дубнова JI.B., Крюкова Г.М., Кука МА., Кутузова Б Л., Лайхансурэна Б., Лангефорса У.И., Мельникова Н.В., Мосинца В.Н., Покровского Г.И., Репина Н.Я., Ржевского В.В., Родионова В.Н., Рубцова В.К., Садовского М.А., Суханова А.Ф., Тарасенко В.П., Ханукаева А.Н., Шемякина Е.И. Однако, несмотря на глубину, фундаментальность и большой объем исследований, позволивших успешно решить многие актуальные научные и практические вопросы, положение с эффективностью БВР в ряде случаев нельзя признать удовлетворительным. Это дало основание отметить в "Концепции повышения безопасности и эффективности применения взрывчатых материалов промышленного назначения" на период до 2015 года низкий уровень техники и технологии взрывных работ.

Наиболее сложно обстоит ситуация при взрывании мерзлых пород, особенно при взрывании вскрышных твердых пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива на угольных разрезах. В то же время в документах, регламентирующих организацию, порядок, параметры и безопасность БВР на карьерах, особенности и осложняющие факторы при наличии вечной мерзлоты практически не учтены. В этих документах детально рассмотрены только вопросы ведения БВР в сезонномерзлых песчано-глинистых грунтах, в том числе моренных обломочных и гравийных с различными заполнителями, и полностью отсутствуют рекомендации по взрыванию пород с включениями мерзлоты внутри разрушаемого массива. Поэтому в Концепции в число основных приоритетов введены: разработка новых и уточнение действующих

нормативных правовых и эксплуатационных документов; внедрение новой техники и технологии взрывных работ.

Исследования криогенных преобразований, основных физико-технических параметров мерзлых пород и механизма их разрушения с целью создания эффективной технологии добычи различных полезных ископаемых освещены в работах И.П. Балбачан, В.Л. Барона, Р.А.Гильманова, Г.Н. Добровольского, И.З. Дроговейко, A.A. Егупова, В.И.Емельянова, Б.Н. Заровняева, Г.О. Киприянова, Г.М. Крюкова, В.Ф.Носкова, Ю.И. Печенина, B.C. Силина, М.С. Чеченкова и других авторов. Основные научные положения о взаимосвязи процессов горного производства и физико-технических параметров горных пород разработаны академиком В.В. Ржевским. Однако ни один из авторов не рассматривал эти вопросы применительно к взрыванию твердых пород с включениями вечной мерзлоты внутри массива.

Известно множество способов и средств, направленных на обеспечение эффективности дробления горных пород взрывом в различных горногеологических условиях с целью качественной подготовки горной массы к погрузочно-траспортным операциям и повышения производительности вскрышного и добычного комплексов. Наиболее полно методы регулирования степени дробления пород взрывом рассмотрены и классифицированы в работах Г.Н. Добровольского, М.Ф. Друкованого, Л.В. Дубнова, Э.Й. Ефремова, Б.Н. Кутузова и ВН. Мосинца. При этом только Г.Н. Добровольским эти методы анализировались с позиций возможности использования при взрывании многолетнемерзлых скальных пород, но применительно к крупным угольным разрезам с мощным буровым и погрузочно-транспортным оборудованием, прежде всего разрезу "Нерюнгринский". Таких разрезов в Монголии нет.

С учетом вышесказанного была разработана классификация способов регулирования дробления для условий угольных разрезов Монголии при взрывании твердых вскрышных пород с включениями мерзлоты (рис. 1).

Анализ существующих способов взрывания показал, что при обосновании и разработке способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты наиболее целесообразно применить:

- дополнительные (вспомогательное) скважины с размещением зарядов ПВВ внутри включений;

- для заряжания дополнительных скважин ПВВ, свойства которых соответствуют свойствам вмещающих пород и включений.

Рис. 1. Способы регулирования дробления при взрывании твердых вскрышных пород с включениями вечной мерзлоты внутри массива

В связи с изложенным в диссертации необходимо решить следующие задачи:

1) установить механизм взрывного дробления пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты, основные параметры БВР и свойства вмещающих пород и мерзлых включений, влияющие на эффективность использования зарядов ПВВ;

2) провести теоретические исследования влияния свойств взрываемых мерзлых пород та эффективность взрывания;

3) провести лабораторно-экспериментальные исследования дробления незамороженных и замороженных модельных образцов взрывом удлиненных зарядов ВВ;

4) установил. закономерности влияния основных факторов, определяющих параметры взрывания, на эффективность дробления породных массивов с линзообразными включениями вечной мерзлоты;

5) на основе полученных теоретических и экспериментальных результатов разработать способ взрывания пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты и провести его опытно-промышленную проверку.

Взрывание массивов горных пород с мерзлыми включениями имеет ряд особенностей, связанных с различием прочностных свойств мерзлых и немерзлых слоев массива по высоте скважины.

По современным представлениям область разрушения (зона регулируемого дробления - ЗРД) сплошной среды (горной породы) при взрыве условно может быть разделена на две зоны: мелкодисперсного дробления и радиальных трещин. За пределами зоны дробления находится упругая область.

Анализ механизма разрушения массива горных пород при наличии в нем мерзлых включений позволяет прийти к выводу, что основной причиной появления негабаритов при взрыве зарядов ПВВ в скважинах, сетка которых определена по обычной методике, является образование неразрушенных зон в пределах включения. Неодинаковые прочностные характеристики немерзлого массива и мерзлого включения приводят к существенному снижению радиуса ЗРД в мерзлой части по сравнению с немерзлой.

Отсутствие точного аналитического решения, определяющего напряженно-деформированное состояние упругой среды при воздействии динамической нагрузки на стенки скважины, затрудняет определение параметров ЗРД. Поэтому мы воспользовались теоретическими разработками, проведенными на кафедре "Взрывное дело" (ВД) MI 1У и основанными на феноменологической квазистатическо-волновой теории в соответствии с решением Ламе.

При взрыве массива с прослойкой мерзлой породы скважинными зарядами (1) радиусы зон (2 ) и (3) радиальных трещин (ЗРД) соответственно в мерзлом слое ¿м и в массиве Ъ оказываются неодинаковыми (рис. 2, а). В силу этого при массовом взрыве на карьерах в пространстве между скважинами образуются зоны (4) нерегулируемого дробления, в которых наиболее вероятно образование негабаритов. Для предотвращения образования негабаритов в указанной зоне наиболее целесообразно использование зарядов ВВ, размещаемых в дополнительных скважинах (5), буримых в центре между основными (1) скважинами (рис. 2, б). Налги исследования позволили определить типы ПВВ дня основных и дополнительных скважин и параметры сетки скважин.

При взрыве зарядов ВВ в начальный момент прихода возмущения в заданную точку напряженное состояние в ней близко к всестороннему сжатию,

при котором происходит образование зоны мелкодисперсного дробления. При дальнейшем развитии процесса деформирования породы полярные напряжения приобретают характер растяжения и обусловливают образование радиальных трещин и ЗРД. Граница этой зоны определяется пределом прочности породы при растяжении стр, Па и, соответственно, растягивающими полярными

напряжениями сгр, Па. Удвоенный радиус 26, м ЗРД можно интерпретировать

как расстояние а, м между скважинами при массовом взрыве на карьерах.

по А-А

по Б-Б

по В-В

Рис. 2. Характер разрушения массива с мерзлым слоем: а) при взрывании по обычной технологии БВР; б) при взрывании с использованием дополнительных скважин

Возможность использования статического решения подтверждается тем, что стабилизация величин перемещений и напряжений наступает примерно при 400 мкс, т. е. практически мгновенно.

Окончание процесса разрушения наступает в момент времени /ор, с при выполнении условия

1 + -

1-у г.

1-2у [С. г ,

о у

= (1)

где о - начальное давление продуктов детонации ПВВ, Па; гд- радиус заряда ВВ (скважины), м; г- радиус зоны радиальных трещин (ЗРД), м; V -коэффициент Пуассона; С, - скорость продольной волны в среде, м/с.

Радиус зоны г, при котором выполняется условие (1), определяется выражением

г = Ь = гп

Р о

(2)

При динамических воздействиях мерзлые породы ведут себя как хрупкие среды. Радиусы зон ¿м, м и Ь радиальных трещин при взрыве скважинного заряда в мерзлых и немерзлых породах равны соответственно

(3)

р V Р

где сг"- Предел прочности мерзлой породы при растяжении, Па.

В си.ту того, что а" > сгр, имеем Ь>ЬЯ. Исходя из найденных величии ; Ьи и Ь, определяем радиус гекл, м неразрушеной зоны во включении (рис. 1, а)

(4)

Для полного разрушения данной зоны необходимо обеспечить в Соответствии с (3) давление продуктов детонации в дополнительных скважинах

Р О = СГр

Отсюда находим

V 'о у

гекл = г0И

Рвв

7+1

(5)

Р У

где О - скорость детонации ПВВ, м/ с; рвв - плотность ПВВ (заряжания), кг/

м ; / - показатель изоэнтропы.

Величина гекл является монотонно убывающей функцией от ар, причем темп убывания снижается по мере увеличения ир. Это сопровождается

сужением сетки скважин, увеличением удельного расхода ПВВ q, кг/ м3 и резким снижением выхода негабаритных кусков горной массы. Поэтому область применения дополнительных скважин возможно ограничить породами с <у < 8...10МПа (с коэффициентом крепости / £10 по проф. Протодьяконову

М. М.), каковыми является подавляющее большинство твердых вскрышных пород угольных разрезов, в том числе разреза Баганур и других разрезов Монголии и России.

Требуемые параметры ПВВ для дополнительных скважин в центрах неразрушенных зон будут определяться выражением

\2 '

РввРм -ак£)2 РВВ

Ги+1 р у + 1

(6)

1] /т"1

где параметры с индексом "м" относятся к ПВВ в дополнительных скважинах. Выражение (6) можно представить в безразмерном виде

(7)

ГД

V /м+1 Рвв О СТР

Назовем величины Лист соответственно приведенной скоростью детонации и приведенным пределом прочности на растяжение.

Критериальное уравнение (7) связывает отношение параметров зарядов ВВ в основных и дополнительных скважинах с функцией от отношения прочностных свойств мерзлого включения и немерзлого массива. В частном

случае, когда для большинства конденсированных ПВВ у » 3 и рвв ~ рЦв,

£ = 1, а уравнение (7) упрощается и может быть приведено к виду

(8)

'р

Критериальные уравнения (7) и (8) имеют общий характер и позволяют независимо от пород конкретного месторождения получить для массивов с включениями необходимые параметры ПВВ для-заряжания дополнительных

скважин, если известны таковые параметры для основных скважин и приведенный предел прочности при растяжении а .

Например, для пород Баганурского месторождения с — 1,75, для гранулита игданита, применяемого для заряжания основных скважин, О — 2800 м/с и рвв = 0,85-103 кг/м3. По критериальному уравнению (8) находим П = 1,323. Следовательно, скорость детонации зарядов ПВВ в дополнительных скважинах составит =£)•£) = 1,323 • 2800 = 3704 м/с. Наиболее близкой к этому значению скоростью детонации обладает граммонит 79/21. Плотность этого ПВВ составляет р^в=0,9 103 кг/м3 (£=1,03), что вполне оправдывает принятое приближение £" = 1. При этом в пределах изменения

РдВ от 0,8-103 до 1,2-103 кг/м3 при у=3 коэффициент ^ увеличивается от 0,94 до 1,16.

Таким образом, применительно к Баганурскому месторождению при заряжании основных скважин гранулитом игданитом для заряжания дополнительных скважин следует использовать граммонит 79/21.

Следует отметать, что указанная методика может быть распространена и на технологию ведения БВР в сложноструктурных массивах при взрывании пород с твердыми пропластками или включениями в условиях отсутствия мерзлоты.

С целью оценки достоверности выведенных теоретических соотношений и сделанных практических выводов в лабораторных условиях на кафедре ВД МГГУ были проведены экспериментальные исследования на основе методики с использованием взрывной камеры с максимально допустимой массой 10 г ВВ, внутренними размерами 300 * 300 * 200 мм и толщиной стенок 10 мм. В качестве ВВ применялся порошкообразный взрывчатый состав (ВС), который имел теплоту взрыва 1200 ккал/кг и критический диаметр в медной трубке не более 1 мм. Уменьшение теплоты взрыва до 1000, 800 и 600 ккал/кг и скорости детонации ВС с 3600...4100 до 1600...2200 м/с достигалось добавлением порошка поваренной соли. Инициирование зарядов ВС осуществляли специальным волноводом с наружным диаметром 2 мм и скоростью передачи импульса 2000 м/с путем взрыва тонкой нихромовой проволочки импульсом тока от специальной минной станции.

В качестве модельного материала были использованы силикатные образцы, поскольку основные свойства вскрышных пород разреза Баганур и незамороженных и замороженных силикатных образцов (табл. 1) сопоставимы.

Предел прочности при одноосном сжатии определялся стандартным методом в соответствии с ГОСТ 21153.2-84, а при одноосном растяжении - в соответствии с ГОСТ 21153.3-84. Скорость продольной волны Ср определялась с помощью прибора УКБ-1М. При 20 опытах и доверительной вероятности Р=95% относительная погрешность е определения ар и Ср образцов была около 3%.

Таблица 1

Основные свойства силикатных модельных образцов

Образцы Температура Г, «С Плотность р, кг/м3 Предел прочности при сжатии ах, МПа Предел прочности при растяжении ор, МПа Скорость продольной волны Ср, м/с Приращение влажности после водо-насыщения 1У,%

Незамороженные +(15...20) 1970 22,7 3,3 2970 -

Замороженные -(0.5...1) 2147 53,1 5,8 4200 8,9

Скважины имитировали шпуры диаметром 3 и глубиной 45 мм. Масса ВС в шпуре изменялась от 0,1 до 0,25 г при удельном расходе 0,46...1,16 кг/м3. В качестве забойки использовался сухой промытый кварцевый песок с размером частиц не более 1 мм.

Модельные образцы имели размеры 60 х 60 * 60, 120 * 60 * 60 и 120 * 140 х 60 мм. Для снижения величины погрешности при проведении измерений все силикатные образцы выпиливались из силикатных кирпичей, отобранных из одного поддона и хранившихся в одинаковых условиях. В этих же условиях находились и выпиленные образцы. Образцы, имитирующие мерзлую породу, спустя 20...25 суток после распиловки приводились в водонасыщенное состояние путем выдержки в воде в течение трех суток. После этого они на двое суток помещались в морозильную камеру с постоянной температурой минус 1 °С и сразу взрывались. Незамороженные образцы также взрывались через 20...25 суток после распиловки.

Эффективность разрушения образцов оценивалась гранулометрическим составом взорванных образцов, который определялся по результатам ситового

анализа раздробленной массы образцов. В качестве критериев эффективности дробления приняты выход крупных фракций >40 мм у+40, %, так как эти фракции соответствуют зоне нерегулируемого дробления образцов, и средний размер кусков раздробленных образцов с1ср, мм.

По результатам 6-ти опытных взрывов единичного образца размером 60 х 60 х 60 мм установлено, что при Р=95% и выборочном коэффициенте вариации ^„=4,5% для у+40 и !¥„=4,0% для с/ср, е составляет 4,7 и 4,2% соответственно. При этом для получения достоверных опытных данных необходимо выполнить по 4 взрыва при постоянных параметрах. Всего было проведено более 250 опытаых взрывов. Каждая точка на полученных зависимостях является среднеарифметической по результатам четырех взрывов.

При взрывании единичных образцов размером 60><60х60 мм, мгновенном взрывании блоков из 9-ти таких образцов и мгновенном взрывании блоков из 8-ми образцов (7 образцов размером 60x60x60 мм и 1 образец размером 120х60х60 мм с двумя шпурами) выявлено существенное различие в выходе крупных фракций у м и средних размеров кусков Лср для замороженных и незамороженных образцов при малых удельных расходах ВС д и резкое снижение указанных различий при дальнейшем увеличении д, когда кривые соответствующих зависимостей выполаживаются. При <7=0,46 кг/м3 это различие составляет 24,9—28,4% для у^о и 14,1...17,2% для с1ср, а при д^Дбкг/м3 - 10,8...13,7 и 4,4...5,2% соответственно. Это подтверждает нецелесообразность применения повышенных удельных расходов ПВВ как при взрывании незамороженных, так и мерзлых пород и необходимость поиска других способов повышения эффективности дробления вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты.

Установлено, что при взаимодействии зарядов (мгновенное взрывание блоков из 9-ти и 8-ми образцов) эффективность дробления выше, чем при взрывании единичного образца с одним зарядом ВС во всех сопоставимых условиях. Выход крупных фракций у+40 уменьшается на 12,9...24,8%, а средний диаметр куска с1ср - на 7,5...16,3%. Причем в большей мере эта тенденция проявляется для замороженных образцов.

Применение дополнительных шпуров (два основных и один дополнительный) в образце размером 120 х 60 х 60мм позволяет повысить эффективность дробления при одних и тех же удельных расходах ВС как при

взрывании единичного образца, так и при мгновенном взрывании блоков из 8-и образцов. При этом выход крупных фракций уменьшается на 13,1...14,8%, а средний диаметр кусков <1ср - на 5,8...6,9%.

Замороженные образцы при мгновенном взрывании блоков из 9-ти и 8-и образцов в первом приближении можно рассматривать как линзообразные включения вечной мерзлоты, взрываемые одновременно с вмещающими породами. С учетом вышесказанного это свидетельствует о целесообразности применения в реальных условиях при взрывании пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты дополнительных скважин и схем взрывания с одновременным инициированием зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах внутри одного интервала замедления. При диагональных схемах взрывания это усилит взаимодействие зарядов и обеспечит определенное экранирование взрывов зарядов в основных скважинах.

Трестами "Гидроспецстрой", "Союзвзрывпром", ВНИИ - 1 (г.Магадан) и др. организациями для взрывания мерзлых грунтов рекомендуются ПВВ с низкой скоростью детонации £> типа гранулитов, так как энергоемкость разрушения таких грунтов снижается по мере увеличения длительности взрыва. Однако данная рекомендация справедлива дня рыхлых грунтов, но не может быть распространена на мерзлые твердые породы, имеющие невысокие пористость и льдистость. Поэтому было исследовано влияние Б на эффективность дробления образцов при одном и том же значении энергии (теплоты взрыва) заряда ВС. В результате опытных взрывов установлено, что при увеличении £> с 1900 до 3850 м/с у+4о снижается на 79% для незамороженных образцов и на 95,6% - для замороженных, а йср - на 31,5 и 43,4% соответственно. То есть с увеличением О эффективность дробления резко повышается, особенно для замороженных образцов, что хорошо согласуется с теорией. Кроме того, эксперимент показал целесообразность применения ПВВ с И > 2750 м/с. В то же время при Б > 3350 м/с кривые зависимостей у+4о и йср от £) начинают существенно выполаживатъся.

Эффективность применения дополнительных скважин была также подтверждена при короткозамедленном взрывании (КЗВ) образцов размером 120 х 140 х 60 мм с шестью основными и двумя дополнительными шпурами.

На основании проведенного анализа литературных источников, теоретических и лабораторных исследований разработан способ взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты,

выполненный на уровне изобретения и защищенный патентом Российской Федерации.

Для того чтобы указанный способ был реализован в промышленности, он должен давать существенный экономический эффект и быть достаточно технологичным. Особенно это важно для условий Монголии. Поэтому основные скважины бурят и заряжают зарядами ПВВ по существующей на конкретном предприятии технологии, а диаметр дополнительных скважин принимают равным диаметру основных скважин.

Способ включает следующие основные операции (рис.3) :

- определяют по обычной методике параметры БВР и бурят основные скважины без учета наличия включений;

- при наличии включений определяют их контур в плане и отметки кровли и почвы этих включений по глубине основных скважин;

- бурят дополнительные скважины в центрах четырехугольников, образованных основными скважинами, внутри контура и с пересечением включений, но не глубже основных скважин, или недобуривают до почвы включений;

- определяют отметай кровли и почвы включений по глубине дополнительных скважин;

- при заряжании дополнительних скважин заряды ПВВ размещают внутри включений, а в качестве ПВВ используют ПВВ с большей концентрацией энергии и скоростью детонации Э, чем Б ПВВ в основных скважинах, причем Б определяют из выражений (6).. .(8);

- осуществляют взрывание по диагональным схемам с одновременным инициированием зарядов в основных и дополнительных скважинах внутри одного интервала замедления.

Предложенные методика расчета параметров БВР и способ взрывания прошли промышленные испытания и используются при составлении проектов взрывных работ на разрезе Баганур. Основные скважины заряжали гранулитом игданитом, имеющим скорость детонации Б = 2800 м/с, а дополнительные скважины - граммонитом 79/21 (О = 3500...4200 м/с).

Рис. 3. Схема предложенного способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты:

Н - высота уступа,• с1т - диаметр скважин; а - расстояние между скважинами в ряду: Ь -расстояние между рядами скважин; глубина скважин: 1юб- длина забойки; 1 - длина перебура: I - длина заряда ПВВ; И - высота заряда ПВВ в дополнительных скважинах; с-расстояние от почвы или кроши включения до торца заряда ПВВ в дополнительных скважинах, с = (2...5)(1т: 1...42 - основные скважины; 5, 6, 1, 9, 10, 12...17, 19...24, 26 .28, 30, 31, 34, 35 -

основные скважины, пересекающие линзообразное включение; 43-линзообразное включение вечной мерзлоты; 44-кровля включения 43; 45-почва включения 43; 46 ..64 - дополнительные скважины; 65- заряды ПВВ в основных скважинах; 66-забойка в основных скважинах; 67-заряды ПВВ в дополнительных скважинах; 68-забойка в донных частях дополнительных скважин; 69-забойка в верхних частях дополнительных скважин.

На участке разреза, на взрываемых блоках вскрышных пород которого имеются линзообразные включения вечной мерзлоты, достигнуто снижете выхода негабарита с 17,5% до 6,6% и среднего размера куска взорванной горной массы с 0,6 до 0,35 м. Это позволяет при использовании имеющегося на разрезе оборудования увеличить производительность вскрышного комплекса при выемке указанных блоков не менее, чем на 25%. Так, при выемке вскрышных пород экскаваторами ЭКГ - 8И и ЭШ - 10/ 70 их сменная производительность при таком уменьшении размера среднего куска увеличивается, по данным академика В.В.Ржевского, в несколько раз, а по данным Н. Я. Репина и др. авторов, - в 1,3 и 1,65 раза соответственно.

Таким образом, появляется возможность увеличения объемов добычи угля на разрезе Баганур на 75 тыс. т в год. Для подтверждения такой возможности проведен расчет ожидаемой экономической эффективности предложенного способа взрывания горных пород. За базовый вариант приняты фактические показатели работы разреза Баганур за 2007 г. Добыча угля в целом по разрезу увеличивается на 2,68%, объем вскрышных работ - на 2%, а объем взорванных пород вскрыши - на 1,89%. Реальность выполнения этих увеличенных объемов работ полностью соответствует техническим возможностям имеющегося на разрезе действующего оборудования и не требует дополнительных затрат.

В целом по разрезу эксплуатационные затраты на бурение скважин увеличиваются на 6,5%, на взрывные работы - на 4,8%, а эксплуатационные затраты на БВР - на 5,6% при увеличении полных эксплуатационных затрат на добычу угля на 0,839%. Однако добыча угля при предложенном варианте Q"odувеличивается и составит 2869000 т в год. Поэтому себестоимость добычи угля уменьшается с С,в =345,9 до СуП =339,7 руб./т соответственно при базовом и предложенном вариантах, или на 1,79%, а экономический эффект от использования предложенного способа

Э**> = (cyS-С'")-^ =(345,9-339,7)-2869000«17,8 млнруб.

Следует отметить, что указанные методика и способ с полным основанием могут быть распространены и на технологию ведения БВР в сложноструктурных массивах при взрывании пород с твердыми пропластками или включениями в условиях отсутствия мерзлоты и будут способствовать увеличению объемов и снижению себестоимости добычи полезных ископаемых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой установлены закономерности разрушения массива горных пород с учетом прочностных свойств вмещающих немерзлых пород массива, мерзлых включений и ПВВ и на основании этих исследований изложены научно обоснованные технологические разработки способа взрывания твёрдых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах с применением дополнительных скважин с зарядами ПВВ в них, размещаемыми внутри включений, что обеспечивает улучшение качества дробления таких пород, повышение производительности вскрышного комплекса и вносит существенный вклад в ускорение научно-технического прогресса в угольной промышленности.

По результатам работы лично автором получены следующие основные выводы:

1. Установлено, что при массовом взрыве скважинных зарядов на карьерах в массиве с мерзлыми включениями в пространстве между скважинами в мерзлой части образуются зоны нерегулируемого дробления, в которых наиболее вероятно образование негабаритов. Это связано с тем, что прочностные свойства мерзлых включений выше, чем вмещающего немерзлого массива. В силу этого радиус зоны регулируемого дробления в мерзлом слое оказывается меньше, чем таковой в немерзлых слоях. Для предотвращения образования негабаритов в указанной зоне наиболее предпочтительным является использование зарядов ПВВ, размещаемых в дополнительных скважинах, буримых в центре неразрушенных зон.

2. Установлены закономерности изменения полей напряжений и деформаций в массиве, содержащем включения мерзлых пород, при взрыве удлиненного заряда ПВВ.

3. Установлено, что радиусы зон регулируемого дробления в мерзлом слое массива существенно меньше, чем в немерзлом. Получена зависимость, позволяющая определить радиус неразрушенной зоны между основными скважинами в мерзлом включении.

4. Установлены критериальные уравнения, в которых параметры ПВВ для основных и дополнительных скважин определяются через прочностные свойства мерзлой и немерзлой частей массива. Данные критериальные

уравнения содержат только безразмерные величины и носят универсальный характер.

5. На основе полученных закономерностей и критериальных уравнений определены параметры ПВВ для основных и дополнительных скважин применительно к Баганурскому месторождению Монголии, обеспечивающие равномерное дробление массива с линзообразными включениями вечной мерзлоты и существенное снижение выхода негабарита. Показано, что для основных скважин в качестве ПВВ целесообразно использовать гранулит тапа игданит, а для дополнительных - граммонит 79/21.

6. Экспериментальные исследования, выполненные в лабораторных условиях, показали, что при взрывании выход крупных фракций >40мм и средний размер кусков раздробленных образцов при любых сопоставимых условиях всегда больше для замороженных образцов, чем для незамороженных. Применение дополнительных пшуров в замороженном образце позволяет повысить эффективность его дробления при одних и тех же удельных расходах ВВ. Увеличение скорости детонации зарядов ВВ при одном и том же значении их энергии (теплоты взрыва) также существенно повышает эффективность дробления образцов.

7. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать способ взрывания пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты, учитывающий свойства вмещающих немерзлых пород и включений мерзлоты и детонационные характеристики ПВВ в основных и дополнительных скважинах. Новизна способа подтверждена патентом Российской Федерации на изобретение №2263877.

Способ используется на разрезе Баганур при составлении проектов взрывных работ для отбойки пород на участках, содержащих линзообразные включения вечной мерзлоты. Достигнуто снижение выхода негабарита с 17,5 до 6,6%, среднего размера куска с 0,6 до 0,35 м. Обоснована возможность повышения производительности вскрышного комплекса на 25%. Расчетный экономический эффект за счет увеличения объемов добычи угля на этих участках на 75 тыс. т в год при использовании имеющегося на разрезе действующего оборудования и снижения себестоимости добычи угля составляет более 17 млн руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Белин В. А., Трусов А. А., Цэдэнбат А. Особенности ведения взрывных работ в условиях вечной мерзлоты на угольных разрезах Монголии. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №ОВ7. «Взрывное дело». -С. 113-118.

2. Белин В.А., Дугарцыренов A.B., Цэдэнбат А. Взрывание неоднородных массивов горных пород с вечномерзлыми линзообразными включениями. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - № ОВ7. «Взрывное дело». - С. 266 - 272.

3. Крюков Г. М., Белин В. А., Дугарцыренов А. В., Дугарцыренова Э.А., Цэдэнбат А. Поля напряжений и деформаций при взрывном воздействии удлиненного заряда на массив горных пород. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №ОВ7. «Взрывное дело». - С. 273 - 282.

4. Цэдэнбат А. Оптимизация основных параметров буровзрывных работ с дополнительным воздействием на мерзлые включения. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - № 10. - С. 37 - 42.

5. Белин В. А., Трусов А. А., Левкин Ю. М., Цэдэнбат А., Бадам Б., Хадхуу Ж. Возможность увеличения объемов добычи угля и снижения его себестоимости на разрезах с включениями вечной мерзлоты. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2009. - №ОВ12. «Маркшейдерское обеспечение взрывных работ». - С. 35 - 45.

6. Белин В. А., Трусов А. А., Батсуурь Л., Гомбосурэн П., Цэдэнбат А. Способ взрывания горных пород с включениями мерзлоты. Патент Российской Федерации на изобретение №2263877. Опубликовано: 10.11.2005 Бюл. №31.

Подписано в печать 09.07.2010 г. Формат 60x90/16

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ №

ОИУП Московского государственного Москва, Ленинский пр-т, 6 горного университета.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Цэдэнбат Ариунжаргал

Введение.

1. Современное состояние вопроса взрывной отбойки массивов с включениями вечномерзлых горных пород.

1.1. Состояние техники и технологии ведения буровзрывных работ на угольных разрезах Монголии на примере Баганурского месторождения.

1.2. Распространение мерзлых пород в Монголии и физико-технические параметры взрываемых вскрышных пород на угольных разрезах.

1.3. Анализ литературных данных и практики взрывного дробления мерзлых пород.

Выводы, цель и задачи исследований.

2. Обоснование оптимальных параметров буровзрывных работ при взрывной отбойке твердых массивов горных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты.

2.1. Особенности взрывания неоднородного массива с вечномерзлыми включениями.

2.2. Поля напряжений и деформаций при взрывном воздействии удлиненного заряда на массив горных пород.

2.3. Закономерности взрывного разрушения массива с мерзлыми включениями, расчет зон дробления для основных и дополнительных скважин и выбор типов ВВ.

2.4. Оптимизация основных параметров буровзрывных работ с дополнительным воздействием на мерзлые включения.

Выводы.

3. Экспериментальные исследования взрывного разрушения пород с включениями мерзлоты.

3.1. Методика проведения и установка для лабораторных исследований взрывного воздействия на массив, содержащий мерзлые включения.

3.2. Экспериментальные исследования влияния параметров взрывного воздействия на эффективность дробления горных пород с мерзлыми включениями и анализ их результатов.

Выводы.

4. Разработка и внедрение способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах.

4.1. Основные параметры предложенного способа взрывания массива с включениями вечной мерзлоты.

4.2. Опытно-промышленная проверка предложенного способа взрывания на угольном разрезе Баганур.

4.3. Анализ результатов опытно-промышленной проверки и технико-экономическая эффективность внедрения нового способа

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах"

90% всей добычи угля в Монголии) и объеме вскрышных работ 28.40 млн

•2 м . Наиболее крупным и перспективным угольным предприятием в Монголии является разрез Баганур со среднегодовой производительностью 2,8.3,0 млн т и 11,0.12,8 млн м вскрышных пород, что составляет 30.35% от всего объема добычи и выемки вскрышных пород в стране. В перспективе предполагается довести добычу угля на разрезе до 6 млн т.

Климат Монголии резко континентальный. Поэтому большая часть ее площади (около 63%) занята многолетнемерзлыми породами и грунтами. При этом доля вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты составляет более 80% от их общей площади. 22 разреза Монголии из 30 (более 70%) имеют участки с вечной мерзлотой. Вечная мерзлота на разрезе Баганур залегает в виде линзообразных включений, занимающих площадь около 4 км на участке, добыча угля с которого составляет более 0,6 млн т (более 20% от годовой производительности разреза).

Около 60% всего объема вскрышных работ производится с использованием буровзрывных работ (БВР), эффективность которых определяет эффективность всех последующих технологических процессов. Однако взрывание пород с включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива традиционным способом (с увеличением удельного расхода взрывчатых веществ (ВВ) до 20% и более) не обеспечивает рациональной степени дробления вскрышных пород. Имеют место повышенный выход негабарита (15.20%) и увеличенный средний размер кусков породы в развале взорванной горной массы, что резко снижает производительность вскрышного комплекса, увеличивает затраты на вторичное дробление и усложняет организацию работ на уступах.

В известных работах по разрушению взрывом мерзлых пород рассматриваются в основном процессы взрывного дробления либо их верхнего сезонномерзлого слоя либо взрывания собственно мерзлоты. При этом работы по взрыванию твердых (скальных и полускальных) вскрышных пород с включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива отсутствуют. Поэтому научно обоснованные технологические разработки способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах, направленного на исключение негативных последствий наличия мерзлоты внутри разрушаемого массива горных пород, являются актуальными.

Целью работы является обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах для улучшения качества дробления пород (на примере одного из крупнейших угледобывающих предприятий Монголии — Баганурского угольного разреза), что обеспечивает уменьшение выхода негабарита и среднего размера куска взорванной горной массы, приводящее к увеличению производительности погрузочно-транспортного оборудования.

Научные положения, разработанные лично соискателем: 1. Размеры частей мерзлых включений в твердых горных породах, неразрушенных взрывом зарядов ПВВ в скважинах и являющихся источником выхода негабаритов, пропорциональны диаметру скважин и разности корней квадратных удвоенной обратной величины прочности при растяжении вмещающих пород и обратной величины прочности при растяжении мерзлых включений.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

- комплексной методикой работ, предусматривающей анализ и обобщение ранее выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разрушению горных пород взрывом, и проведение теоретических и лабораторных исследований разрушения массива пород с мёрзлыми включениями; сходимостью результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разрушению массива с включениями вечной мерзлоты;

Научная новизна работы заключается в установлении: закономерностей разрушения массивов горных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты взрыванием зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах; зависимостей и критериальных уравнений, определяющих взаимосвязь прочностных свойств вмещающих немерзлых пород массива и 6 мерзлых включений с характеристиками зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах;

Практическое значение работы заключается в разработке способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах (патент РФ на изобретение №2263877), обеспечивающего повышение эффективности буровзрывных работ (БВР) за счет снижения выхода негабарита с 15.20 до 5.10%, уменьшения среднего размера кусков породы в развале взорванной горной массы и повышения производительности вскрышного комплекса.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный способ взрывания пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты и практические рекомендации приняты к внедрению Баганурским угольным разрезом Монголии. Расчеты показывают возможность увеличения объема добычи угля на 75 тыс. т в год при использовании имеющегося на разрезе оборудования.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международных научных симпозиумах «Неделя горняка» (2005, 2006 и 2009 гг.), в Институте горного дела при Монгольском государственном университете науки и технологии (2006, 2010 гг.), на техсовете угольного разреза Баганур (2006 и 2009 гг.), на семинарах кафедры «Взрывное дело» МГГУ (2006, 2008 и 2010 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований и приложения, содержит 18 таблиц и 33 рисунка.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Цэдэнбат Ариунжаргал

Выводы

1. Разработана методика проведения лабораторных исследований взрывного воздействия на массив, содержащий включения вечной мерзлоты, с использованием взрывной камеры с максимально допустимой массой 10 г ВВ. Обосновано применение в качестве модельного материала незамороженных и замороженных силикатных образцов, так как их основные свойства соответствуют свойствам твердых вскрышных пород угольных разрезов.

2. Предложены схемы компоновки блоков из силикатных незамороженных и замороженных образцов. Замороженные образцы блоков в первом приближении можно рассматривать как включения вечной мерзлоты внутри массива горных пород.

3. Показана нецелесообразность применения повышенных удельных расходов ПВВ как при взрывании незамороженных пород, так и пород с включениями вечной мерзлоты. Взаимодействие зарядов существенно повышает эффективность дробления во всех сопоставимых условиях.

4. Даже при одних и тех же удельных расходах ПВВ применение дополнительных скважин улучшает качество дробления включений вечной мерзлоты. Увеличение скорости детонации при одном и том же значении энергии (теплоте взрыва) зарядов ПВВ также существенно повышает качество дробления, что подтверждает сделанные теоретические выводы.

5. Доказана эффективность применения схем взрывания с одновременным инициированием зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах внутри одного интервала замедления. При широко применяемых диагональных схемах взрывания это усилит взаимодействие зарядов и обеспечит определенное экранирование взрывов зарядов в основных скважинах внутри диагонального ряда скважин и соседнего взрываемого с замедлением диагонального ряда, а также зарядов дополнительных скважин этого ряда.

4. Разработка и внедрение способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах

4.1.Основные параметры предложенного способа взрывания массива с включениями вечной мерзлоты

Для того чтобы указанный способ был реализован в промышленности, он должен давать существенный экономический эффект и быть достаточно технологичным. Особенно это важно для условий Монголии. Поэтому основные скважины бурят и заряжают зарядами ПВВ- по существующей на конкретном предприятии технологии, а диаметр дополнительных скважин принимают равным диаметру основных скважин.

Способ включает следующие основные операции (рис.4.1) :

- определяют по обычной методике параметры БВР и бурят основные скважины без учета наличия включений;

- бурят дополнительные скважины в центрах четырехугольников, образованных основными скважинами, внутри контура и с пересечением включений, но не глубже основных скважин;

- определяют отметки кровли и почвы включений по глубине дополнительных скважин;

- при заряжании дополнительна скважин заряды ПВВ размещают внутри включений, а в качестве ПВВ используют ПВВ с большей концентрацией энергии, чем ПВВ в основных скважинах; ч

Ля ц

Л9 ,

31 ,

1», I S4,

----<1>---- I .

12 ф.

1»

S7 —«

SS ч

1Л to

SO 17 i цр.%

ЛО] ЗО

20 S8

27 l>Z

S6 24 «I 31

S3 I

S9 28 «3 3S

40^ -«Ж по А - А

М. SS

Рис.4.1. Схема предложенного способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты:

Н - высота уступа; dCKe - диаметр скважин; а - расстояние между скважинами в ряду; Ъ- расстояние между рядами скважин; /сте- глубина скважин; 1заб- длина забойки; 1пер-длина перебура; 1зар- длина заряда ПВВ; h - высота заряда ПВВ в дополнительных скважинах; с - расстояние от почвы или кровли включения до торца заряда ПВВ в дополнительных скважинах, с = {2.5)dCKe; 1.42 - основные скважины; 3, 6, 7, 9, 10,

12. 17, 19.24, 26.28, 30, 31, 34, 35 - основные скважины, пересекающие линзообразное включение; 43-линзообразное включение вечной мерзлоты; 44-кровля включения 43; 45-почва включения 43; 46.64 — дополнительные скважины; 65- заряды ПВВ в основных скважинах; 66-забойка в основных скважинах; 67-заряды ПВВ в дополнительных скважинах; 68- забойка в донных частях дополнительных скважин; 69-забойка в верхних частях дополнительных скважин.

- осуществляют взрывание по диагональным схемам с одновременным инициированием зарядов в основных и дополнительных скважинах внутри одного интервала замедления. Достоинства такого взрывания подтверждены лабораторными исследованиями (см. параграф 3.2).

Кроме того подана заявка на выдачу патента на изобретение РФ, по которой получено решение о выдаче патента [101]. В соответствии с этим изобретением, относящимся к любым твердым включениям и развивающим техническое решение по уже полученному патенту [115], выбор типа ВВ для заряжания дополнительных скважин осуществляют по величине скорости детонации ВВ, определяемой из соотношения (2.34)

Dd=D

2—-—2 I—£- + 1 . (4.1)

ПАЛ А I ПАЛ 4 '

Л/ GM аР V аР

При этом сделаны допущения: диаметры основных и дополнительных скважин равны, показатели изоэнтропы и плотности ВВ основных и дополнительных скважинах соизмеримы (с точностью до 15%).

Возможно дополнительные скважины недобуривать до почвы включений и бурить их глубиной л

У.1 l—i onI lo=---ПД.ДОХ^, (4.2) n где / - отметка почвы включения по глубине основных скважин, между которыми расположена соответствующая дополнительная скважина, м; п -число основных скважин, между которыми расположена соответствующая дополнительная скважина, м; dCKed - диаметр дополнительных скважин, м.

При бурении дополнительных скважин указанной глубины уменьшится объем бурения и несколько снизятся общие затраты на буровые работы.

4.2. Опытно-промышленная проверка предложенного способа взрывания на угольном разрезе Баганур

Предложенные методика расчета глубины дополнительных скважин, скорости детонации ПВВ, выбора типа ПВВ для этих скважин и способ взрывания горных пород с включениями мерзлоты прошли испытания и используются при составлении проектов взрывных работ на разрезе Баганур с производительностью около 3,0 млн т угля в год и перспективой увеличения объемов добычи до 6 млн т в год, который является наиболее крупным угольным предприятием в Монголии.

Основные затруднения возникли при выборе опытного блока, так как для получения достоверных данных было необходимо подобрать подготавливаемый к взрыву блок с очень близкими параметрами залегания включения вечной мерзлоты в контрольной и экспериментальной частях этого блока. С большим трудом такой блок был найден. Параметры блока, залегания включения, взрывных работ и схема взрывания блока показаны на рис.4.2, а качество взорванной горной массы на рис. 4.3.

Опытный блок был сложен плотными алевролитами с коэффициентом крепости по шкале М.М. Протодьяконова f = 4.6 и пределом прочности при растяжении <7 = 2МПа, относящимися к средневзрываемым (табл. 1.9).

Линзообразное включение вечной мерзлоты имело практически постоянную мощность 3,6 м и горизонтальное залегание. Параметры взрывных работ в контрольной части блока соответствовали принятым на разрезе для данных условий (табл. 1.2). В экспериментальной части блока параметры взрывных работ для основных скважин были те же.

Выбор типа ПВВ для заряжания дополнительных скважин осуществлялся в соответствии с выражением (4.1). Эти скважины бурили с пересечением включения для более четкой фиксации отметок их почвы. Основные скважины заряжали гранулитом игданитом, имеющим скорость детонации 2800 м/с. Расчетная скорость детонации ВВ для заряжания а)

Контрольная часть Экспериментальная часть

I I I I ! | I I I I I I I I I гпгп б)

1^ = 0,16

Плотные алевролиты f — 4.6 Контрольная часть блока: NK —N" =25; V* =6000м3; скв скв 7 ол 7

Q]=Q°=120кг; q =0,5 кг/м ; игданит- Зт; V"=17,5; dKc=0,6M

Экспериментальная часть блока: №скв~25; №скв=20\ N^=45; V^6000m3\ Q"=120кг; Q63=50k2\ q=0,67 кг/м3; игданит-Зт; граммонит 79/21-1т; V"=6,6\ dK =0,35

Рис.4.2. Взрывание опытного блока с частью линзообразного включения вечной мерзлоты (участок 5 разреза Баганур): а) схема взрывания; б) разрез по второму диагональному ряду скважинных зарядов ПВВ экспериментальной части блока а)

Рис.4.3. Качество дробления горной массы при взрывании опытного блока: а) конторльная часть блока (существующая технология); б) экспериментальная часть блока (предложенная технология) дополнительных скважин равна 3700 м/с. Наиболее близкой к этому значению скоростью детонации обладает граммонит 79/21, который и был использован для заряжания дополнительных скважин. Резкие различия в качестве дробления в разных частях блока сразу бросаются в глаза и говорят о преимуществах предложенного способа (рис.4.3). При этом сетка основных скважин и выбор ПВВ соответствуют рис.2.14 и примеру осуществления, данному в параграфе 2.4, что подтверждает основные теоретические положения настоящей диссертационной работы.

При опытной проверке предложенного способа на участке 5 на взрываемых блоках вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты достигнуто снижение выхода негабарита с 17,5% до 6,6% , то есть в 2,65 раза, и среднего размера куска взорванной горной массы - с 0,6 до 0,35 м (более, чем на 70%). Это позволяет при использовании имеющегося на разрезе оборудования увеличить производительность вскрышного комплекса при выемке указанных блоков не менее, чем на 25%. Так, при выемке вскрышных пород экскаваторами ЭКГ - 8И и ЭШ - 10/ 70 их сменная производительность при таком уменьшении размера среднего куска увеличивается по данным академика В. В. Ржевского [49] в несколько раз, а по данным Н. Я. Репина и др. авторов [116] - на 40 и 75%.

Таким образом, появляется возможность увеличения объемов добычи угля на разрезе Баганур на 75 тыс. т в год на его участке 5. Для подтверждения такой возможности был проведен расчет ожидаемой экономической эффективности предложенного способа взрывания горных пород.

За базовый вариант приняты фактические показатели работы разреза Баганур за 2007 г. Результаты расчета экономической эффективности (в ценах 2007 г.) представлены в табл 4.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам работы лично автором получены следующие основные выводы:

5. На основе полученных закономерностей и критериальных уравнений определены параметры ПВВ для основных и дополнительных скважин применительно к Баганурскому месторождению Монголии, обеспечивающие равномерное дробление массива с линзообразными включениями вечной мерзлоты и существенное снижение выхода негабарита. Показано, что для основных скважин в качестве ПВВ целесообразно использовать гранулит типа игданит, а для дополнительных — граммонит 79/21.

6. Экспериментальные исследования, выполненные в лабораторных условиях, показали, что при взрывании выход крупных фракций >40мм и средний размер кусков раздробленных образцов при любых сопоставимых условиях всегда больше для замороженных образцов, чем для незамороженных. Применение дополнительных шпуров в замороженном образце позволяет повысить эффективность его дробления при одних и тех же удельных расходах ВВ. Увеличение скорости детонации зарядов ВВ при одном и том же значении их энергии (теплоты взрыва) также существенно повышает эффективность дробления образцов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Цэдэнбат Ариунжаргал, Москва

1. Очирбат П. Эрдэс баялгийн олборлолт XXI зуунд. Улаанбаатар: - 1999.

2. Батжаргал Д. болон бусад. Ходоогийн сумдын нуурсний хангамж. — Улаанбаатар: 2001.

3. Б. Сундуй болон бусад. Монголын одоогийн нуурсний хангамж. -Улаанбаатар: 2007.

4. Дэмбэрэлнямба Д. Исследование химического состава бурового угля Баганурского месторождения МНР. Дисс. на соис. учен. степ. канд. хим. наук. Иркутск: ИГУ, - 1987.

5. Батжаргал Д. Формирование природно-технологических комплексов и условий эффективной эксплуатации оборудования на угольных разрезах Монголии. Автореф. дисс. на соис. учен. степ. докт. техн. наук. М.: МГИ, - 1992. - 29 с.

6. Исследование физико-механических и горно-геологических свойств горных пород разрабатываемых и преспективных угольных месторождений МНР. Отчет по НИР. Инв. № Ф-270, - УБ.: фонд НИПИТЭП, - 1980.

7. Тулга Г. Разработка методики прогнозной оценки свойств горных пород в целях совершенствования буровзрывных работ на угольных карьерах МНР. Дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. наук. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, -1986.

8. Батжаргал Д. Угольные ресуры и свойства вскрышных пород перспективных угольных месторождений МНР. М.: Обзор/ ЦНИЭИ - уголь, -1989.

9. Хайдав А., Перетолчин В.А., Владимирцев И.К. Перспективы развития и повышения эффективности бурения скважин на разрезах Монголии // Изв. вузов. Горный журнал, 1995. - №3. - С. 50 - 53.

10. Жамьян Ж., Кутузов Б.Н., Старшинов А.В. Опыт производства и применения взрывчатых материалов на карьерах Монголии // Горныйжурнал, 2000. - №8. - С. 31 - 34.

11. Монголия. Горная энциклопедия М.: Сов. Энциклопедия. Т.З.Кенган-Орт. - 1987. - С. 383 - 391. - 592 с.

12. Тумурбатор Д. Сезонно и многолетнемерзлые породы Центрального экономического района МНР. Дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. наук. - Якутск: ЯГУ, - 1990.

13. Цытовыч Н.А. Вечная мерзлота в районе Улан-Батора (Монголия) // Тр. ин-та мерзлотоведения им. В.А. Обручева, т. VII, М.: Изд-во АН СССР,- 1950.-С. 105 - 127.

14. Сумгин М.И. Южная граница вечной мерзлоты в пределах СССР // Тр. комиссии по изучению вечной мерзлоты, т. 1, М.: Изд-во АН СССР, - ! 1933.-С. 15-20.

15. Пархоменко С.Г. Схематическая карта районов мерзлоты и глубокого промерзания почвы в СССР // Тр. ЦНИИГАК, вып. 18, М.: - 1937. - С. 53-58.

16. Заверин В.И. Распространение вечной мерзлоты в Монгольской Народной Республике // Тр. ин-та мерзлотоведения им. В.А. Обручева, т. VII, М.: Изд-во АН СССР, - 1937. - С. 25 - 29.

17. Маринов Н.А. и Толстихин Н.И. Распространение вечной мерзлоты (мерзлой зоны) в Монгольской Народной Республике // Тр. ин-та мерзлотоведения им. В. А. Обручева, т. VII, М.: Изд-во АН СССР, -1950.-С. 133- 135.

18. Жуков В.Ф. Сезонное и многолетнее промерзание грунтов в Монгольской Народной Республике // Тр. ин-та мерзлотоведения им.,

19. В.А. Обручева, М.: Изд-во АН СССР, серия географическая, - 1961. № 2. - С. 61 - 69.

20. Цытович Н.А., Сумгин М.И. Основания механики мерзлых грунтов. — М. Л.: Изд-во АН СССР, - 1937.

21. Заболотник С.И. Сезонное промерзание — протаивание грунтов в Монгольской Народной Республике и его картирование // В. сб.: Вопросы геологии Прибайкалья и Забайкалья, вып. 2. Чита: - 1969. С. 77 - 82.

22. Исследование вечной мерзлоты на разрезе Баганур. Отчет по НИР. — УБ.: фонд ИГиМ АН Монголии, 2002. - 48 с.

23. Ишмэнд Б. Исследование и выбор рациональных параметров скважин-ных зарядов на карьерах МНР. Автореф. дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МГИ, - 1982. - 16 с.

24. Лайхансурэн Б. Комплексное исследование процесса разрушения трещиноватого массива и разработка оптимальных параметров взрывных работ (на примере месторождений Монголии). Автореф. дисс. на соис. учен. степ. докт. техн. наук. УБ.: МГУНТ, - 2001. - 50 с.

25. Лайхансурэн Б., Ишмэнд Б. К вопросу изучения физико-механических свойств горных пород Шарын-гольского карьера. «Хайгуулчин». УБ.: - 1974. № 1.

26. Лайхансурэн Б., Жакупов Т.Е., Ишмэнд Б. Изучение физико-механических свойств горных пород и технология взрывных работ на Шарын-гольском карьере. «Эрдэм-шинжилгээний бичиг». 2(47). УБ.: МУИС, - 1976.

27. Исследование физико-механических и горно-технологических свойствгорных пород разрабатываемых и перспективных угольных месторождений МНР. Отчет по НИР. УБ.: НИПИТЭН МНР, - 1983.

28. Исследование физико-механических и горно-технологических свойств горных пород разрабатываемых угольных месторождений МНР. Заключительный отчет по НИР 6.9 М. УБ.: НИПИТЭН МНР, - 1985. -57 с.

29. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч. 2. Взрывные работы в горном деле и промышленности: Учебник для вузов. — М.: Изд-во «Горная книга», 2008. - 512 с.

30. Викторов С.Д., Казаков Н.Н. Оперативное компьютерное проектирование БВР. Горный журнал. 2005. №8. — С. 75 — 79.

31. Викторов С.Д., Казаков Н.Н., Шляпин А.В., Добрынин И.А. Определение грансостава по фотопланограммам с использованием компьютерной программы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № ОВ8. «Взрывное дело». - С. 169-173.

32. Единые правила безопасности при взрывных работах (ПБ 13 407 - 01). Сборник документов. Серия 13. Выпуск 1. ФГУП "НТЦ"Промышленная безопасность", - 2002 и более поздние издания.

33. Технические правила ведения взрывных работ на дневной поверхности. М.: Недра, - 1972.-240 с.

34. Технические правила ведения взрывных работ в энергетическом строительстве. — М.: АО «Институт Гидропроект», 1997. 232 с.

35. Демидюк Г.П., Абрамян Э.И., Сенук В.М. Параметры взрывания и степень дробления породы при взрывной отбойке // В сб:: «Взрывноедело» № 80/37. Совершенствование промышленных взрывчатых веществ и методов их применения. — М.: Недра, 1978. - С. 29 - 34.

36. Друкованый М.Ф., Куц B.C., Ильин В.И. Управление действием взрыва скважинных зарядов на карьерах. М.: Недра, - 1980. - 217 с.

37. Мосинец В.Н., Абрамов А.В. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М.: Недра, - 1982. - 246 с.

38. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч. 1. Разрушение горных пород взрывом: Учебник для вузов. — М.: Изд-во «Горная книга»,-2007.-471 с.

39. Дроговейко И.З. Разрушение мерзлых грунтов взрывом. М.: Недра, -1981.-243 с.

40. Мерзлая порода. Горная энциклопедия М.: Сов. Энциклопедия. Т.З. Кенган-Орт. - 1987. - С. 303 - 304. - 592 с.

41. Сумгин М.И., Качурин С.П., Толобихин Н.И., Тумель В.Ф. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во АН СССР, - 1940.

42. Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов (общая и прикладная). — М.: Изд-во "Высшая школа", 1973.

43. Цытович НА. Нестабильность механических свойств мерзлых и оттаивающих грунтов. М.: АН СССР, - 1973. - С. 105 - 117. (Международная конференции по мерзлотоведению. Доклады.).

44. Классификация мерзлых пород по взрываемости. Минмонтажспецстрой СССР, Главспецпромстрой. Утверждена Междуведомственной комиссий по взрывному делу 26.01.1984 г. М.:ВНИИПИТеплопроект, - 1984. -11 с.

45. Грунт. Горная энциклопедия. М.: Сов. Энциклопедия. Т.2. Геосферы-Кенай. - 1986. - С. 192-193. - 576 с.

46. Добровольский Г.Н. Физико-техническое обоснование и разработка методов повышения эффективности взрывной подготовки скальных многолетнемерзлых пород. Автореф. дисс. на соис. учен. степ. докт.I120{техн. наук. М.: ИПКОН АН СССР. - 1990. - 33 с.

47. Ржевский В.В. Процессы открытых горных работ. Изд. 2-е, дополненное и переработанное. М.: Недра, - 1974. -520 с.

48. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород: Учебник для вузов. М.: Недра, - 1984. - С. 69 - 74, 234 - 239. - 359 с.

49. Печенин Ю.И. Исследование особенностей технологических процессов открытых горных пород в условиях вечной мерзлоты. Автореф. дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. наук. М.: МГИ, - 1979. — 16 с.

50. Басистов М.А., Семин А.П., Фазылов Р.Г., Букин С.Н. Буровзрывные работы при рыхлении мерзлых грунтов на строительстве БАМа // В сб.: «Взрывное дело» № 86/43. Дробление горных пород взрывом. М.: Недра, - 1984. - С.149 - 157. - 248 с.

51. Кочубей И.И., Пазынич А.Ю. Опыт производства буровзрывных работ на разрезе "Нерюнгринский" // В сб.: Проблемы взрывного дела. М.: -2002.-С. 25-34.-294 с.

52. Головко Т.С., Мамашев Ю.П., Петренко Г.Н. и др. Буровзрывные работы в многолетнемерзлых горных породах. Горный журнал. 1981. -№ 8.-С. 62-63.

53. Киприянов Г.О., Добровольский Г.Н., Сорокин B.C. Особенности проектирования взрывных работ на угольных разрезах Якутии // В сб.: Особенности технологии разведки и разработки месторождений Якутии. Якутск: ЯГУ, - 1977. - С. 16 - 19. - 108 с.

54. Друкованый М.Ф., Дубнов Л.В., Кутузов Б.Н., Ефремов Э.И. Справочник по буровзрывным работам на карьерах. Киев: Наукова думка, - 1973.-440 с.

55. Башкуев Э.Б., Бейсебаев A.M., Богацкий В.Ф. и др. Проектирование взрывных работ в промышленности. М.: Недра, - 1983. — 359 с.

56. Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Гуров Н.В. и др. Нормативный справочник по буровзрывным работам. М.: Недра, - 1986. - 511 с.

57. ЦНИИОМТП. Руководство по применению буро-взрывного способа рыхления мерзлых и вечномерзлых грунтов и морен. — М.: Стройиздат,- 1972. 25 с.

58. Мосинец В.Н., Пашков А.Д., Латышев В.А. Разрушение горных пород.- М.: Недра, 1975. - 208 с.

59. Силин B.C. Разработка мерзлых грунтов. Челябинск: 1966. - С. 11-19.

60. Киприянов Г.О. Управление процессом взрывного разрушения осадочных горных пород с учетом геокриологических факторов. Автореф. дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. наук. — Якутск: ЯГУ, -1989. 19 с.

61. Егупов А.А. Использование энергии взрыва при разработке многолетнемерзлых россыпей. М.: Недра,- 1991. - 224 с.

62. Емельянов В.И., Михайлов Ю.В., Носков В.Ф. Основы разработки месторождений полезных ископаемых в экосистемах криолитозоны. -М.: Изд-во МГОУ, 2005.

63. Емельянов В.И., Назарчик А.Ф., Перлыптейн Г.З. Техники и технология подготовки многолетнемерзлых пород к выемке. М.: Недра, - 1978. -280 с.

64. Чеченков М.С., Каммерер Ю.Ю., Мудрагей М.П. Разработка мерзлых грунтов взрывным способом. М.: МИСИ им В. В. Куйбышева, - 1977. -41 с.

65. Беляев А.Ф. Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. М.: Наука, - 1968. - 255 с.

66. Викторов С.Д., Иофис М.А., Гончаров С.А. Сдвижение и разрушение горных пород. М.: Наука, - 2005. - 277 с.

67. Тарасенко В.П. Новое в оценке сравнительной эффективности ВВ при уступной отбойке. Материалы международной конференции «Взрывное дело 99». - М.: - 1999. - С. 211 - 217. - 344 с.

68. Балбачан И.П. Взрывные работы в мерзлых грунтах. М.: ЦНИЭИуголь, 1979. - 36 с.

69. Егупов А.А. Взрывные работы в условиях многолетней мерзлоты. М.: Недра, - 1981. - 103 с. (Безопасность буровзрывных работ).

70. Киприянов Г.О., Сорокин B.C. Проблемы развития горных работ при открытой угледобыче в условиях многолетней мерзлоты // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. - № 10. - С. 175 — 176.

71. Угольников В.К., Симонов П.С. Обоснование удельного расхода взрывчатых веществ с различными энергетическими и детонационными характеристиками // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. - №ОВ8. «Взрывное дело». - С. 34 - 39.

72. Жученко Е.И., Иоффе В.Б., Сундуков И.Ю. Применение смесевого эмульсионного ВВ Сибирита-2500РЗ в виде комбинированных зарядов коаксиальной формы // В сб.: Проблемы взрывного дела. М.: - 2002. -С. 68-71.-294 с.

73. Кукиб Б.Н., Иоффе В.Б., Жученко Е.И., Фролов А.Б. О критериях оценки относительной работоспособности промышленных взрывчатых веществ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. -№ОВ8. «Взрывное дело». - С. 129 - 136.

74. Галкин В.В., Гильманов Р.А., Пупков В.В., Белин В.А. Критерий оценки взрывной эффективности утилизированных взрывчатыхматериалов // В сб.: Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов. ЦНИИНТИКПК, 1995. - С. 215 - 218.

75. Галкин В.В., Гильманов Р.А., Дроговейко И.З. Взрывные работы под водой. М.: Недра, -1987. - 232 с.

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

77. Шубин Г.В., Хон В.И., Авдеев К.Ю. и др. Оптимизация параметров БВР при отбойке руды на карьере «Удачный» // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. - № ОВ7. «Взрывное дело». — С. 97 -104.

78. Барон B.JI., Кантор В.Х. Техника и технология взрывных работ в США. -М.: Недра, 1989.-376 с.

79. Волох А.С. Основы управления действием взрыва с помощью экранирования. М.: Наука, - 1989. - 224 с.

80. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М.: Недра, - 1976. - 190 с.

81. Кузнецов В.М. Математические модели взрывного дела. Новосибирск: Наука, - 1977. - 263 с.

82. Механический эффект подземного взрыва / Родионов В.Н., Адушкин В. В., Костюченко В. Н. и др.: Под общей ред. Садовского М. А. М.: Наука, - 1971.-224 с.

83. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М.: Наука, - 1974. -640 с.

84. Selberg Н. L. Transient Compression Wave from Spherical and Cilindrical Cavities, Arkiv f. Fisik, 5, 7, (- 1952). P. 97 - 108.

85. Lame G. Lecons sur la theorie mathematique de 1 elasticite descorps solides. Paris, - 1852.-355 p.

86. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом промышленных ВВ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. - №11. - 67 с.

87. Sharp J. A. The program of Elastic Waves by Explosive Pressure, Geophisics, 7 (- 1942). P. 144 154, 311 - 321.

88. Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. М.: ИЛ, - 1955.- 192 с.

89. Крюков Г.М. Модель взрывного рыхления горных пород на карьерах. Выход негабарита. Средний размер кусков породы в развале. М.: Изд-во МГТУ, - 2005. - 32 с.

90. Орленко Л.П. Физика взрыва и удара. М.: Физматлит, - 2006. - 304 с.

91. Взрывчатые вещества и средства инициирования промышленного назначения. Каталог. Росбоеприпасы, Ростехнадзор, М.: ГосНИГТ "Расчет". - 269 с.

92. Белин В.А., Дугарцыренов А.В., Цэдэнбат А. Взрывание неоднородных массивов горных пород с вечномерзлыми линзообразными включениями // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2007. №ОВ7. «Взрывное дело». - С. 266 - 272.

93. Крюков Г.М., Белин В.А., Дугарцыренов А.В. и др. Поля напряжений и деформаций при взрывном воздейст-вии удлиненного заряда на массив горных пород // Горный информа-ционно-аналитический бюллетень. -2007. №ОВ7. «Взрывное дело». - С. 273 - 282.

94. Цэдэнбат А. Оптимизация основных параметров буровзрывных работ с дополнительным воздействием на мерзлые включения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. - № 10. - С. 37 - 42.

95. Крюков Г.М., Смагер И.В., Дрозд И.И. Технология взрывного формирования выемок в мерзлых грунтах небольшой глубины // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. - № 12. « Взрывное дело». - С. 18 - 26.

96. Крюков Г.М., Докутович М.И., Жаворонко С.Н. Главные критерии для оценки взрывного дробления горных пород на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. - №ОВ7. «Взрывное дело».-С. 180- 195.

97. Крюков Г.М., Докутович М.И., Жаворонко С.Н. Главные критерии для оценки взрывного дробления горных пород на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. - №ОВ7. «Взрывное дело».-С. 180- 195.

98. Крюков Г.М., Докутович М.И. Прогнозные оценки для двух основных критериев взрывного дробления горных пород на карьерах. Известия вузов. Горный журнал. 2008. - № 1. - С. 78 - 87.

99. Крюков Г.М., Стадник В.В., Кондрашкин А.В. Разработка методики моделирования и пересчета на натуральные условия результатов лабораторных исследований процесса разрушения пород взрывом // В сб.: Взрывное дело, №93/50. М.: МВК по взрывному делу при

100. Академии горных наук, 2001. - С. 121-135.i

101. Бородин А.Н. Элементарный курс теории вероятностей и математической статистики. СПб.: Изд-во «Лань», - 1999. - 224 с.

102. Горелова Г.В., Кацко И.А. Теория вероятностей и математическая статистика в примерах и задачах с применением Exsel. Ростов н/ Д: Изд-во «Феникс», - 2002. - 400 с.

103. Колодина И.В., Вознесенский А.С., Фарафанов В.М. Измерения в физическом эксперименте. Задачи и задания для практических занятий и самостоятельной работы. Учебное пособие. — М.: 2006. - 101 с.

104. Ш.Янченко Г.А., Исаев В.А., Наумов К.И. Лабораторный практикум по физике горных пород. Часть 1. Основы обработки результатов экспериментов. Определение показателей плотности и влажности горных пород. М.: - 2008. - 127 с.

105. Белин В.А., Трусов А.А., Цэдэнбат А. Особенности ведения взрывных работ в условиях вечной мерзлоты на угольных разрезах Монголии // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. - № ОВ7. «Взрывное дело». - С. 113 - 118.

106. Трусов А.А., Лайхансурэн Б., Цэдэнбат А. Линз хэлбэрийн менхийн хелдуу Уетэй чулуулгийн массивыг бутлах асуудалд. Уул уурхайн сэтгуул. УБ.: - 2006. № 1. х. 18 - 20.

107. Трусов А.А., Лайхансурэн Б., Цэдэнбат А. К вопросу взрывания горных1.массивов с линзообразными включениями вечной мерзлоты. Горный журнал. УБ.: - 2006. - № 1. - С. 18 - 20.

108. Белин В.А., Трусов А.А., Батсуурь Л., Гомбосурэн П., Цэдэнбат А. Способ взрывания горных пород с включениями мерзлоты. Патент Российской Федерации на изобретение № 2263877. Опубликовано: 10.11.2005 Бюл. №31.

109. Репин Н.Я., Богатырев В.П., Буткин В.Д. и др. Буровзрывные работы на угольных разрезах. М.: Недра, - 1987. — 254 с.

Информация о работе

Цэдэнбат Ариунжаргал
кандидата технических наук
Москва, 2010
ВАК 25.00.20

Диссертация

Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы