Обоснование рационального гранулометрического состава взрываемых минеральных солей при скважинном способе их добычи

Вавер, Полина Андреевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование рационального гранулометрического состава взрываемых минеральных солей при скважинном способе их добычи
ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Обоснование рационального гранулометрического состава взрываемых минеральных солей при скважинном способе их добычи"

4847720

ВАВЕР Полина Андреевна '

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОГО ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЗРЫВАЕМЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ ПРИ СКВАЖИННОМ ^ СПОСОБЕ ИХ ДОБЫЧИ

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2011

2 6 МАЙ 2011

4847720

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

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор

КРЮКОВ Георгий Михайлович

доктор технических наук ОДИНЦЕВ Владимир Николаевич

кандидат технических наук ПУПКОВ Владимир Васильевич

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие «Национальный научный центр горного производства - Институт горного дела им. А. А. Скочинского».

Защита состоится «07» июня 2011 г. в час, ££?мин. на заседании Л диссертационного совета Д-212.128.05 пршМосковском государственном у

горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан «Об» мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

МЕЛЬНИК Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Потребность сельского хозяйства России в минеральных удобрениях с каждым годом растет. Одним из основных источников калийно-магниевых удобрений являются минеральные соли. Эти минералы также широко применяются и в других отраслях народного хозяйства - химической, нефтяной, металлургической и др.

Значительная часть добычи солей осуществляется подземным (шахтньм) способом при глубинах залегания сырья не более 500-600 м. При глубинах же залегания пластов свыше 600 м шахтный способ добычи становится нерентабельным. Однако наиболее мощные слои минеральных солей залегают на глубинах свыше 700 м, в связи с чем ведутся непрерывные исследования по разработке способа добычи соли с глубин более 600 м. Одним из наиболее перспективных способов добычи минеральных солей с глубин 700 м и более является скважинный. Существенное значение при этом способе имеет рыхление соляных пород взрывом удлиненных зарядов. Эффективность этого способа в значительной степени зависит от объемов дезинтеграции соляных пород на куски размером до 40+60 мм взрывом зарядов промышленных взрывчатых веществ (ПВВ).

Однако все известные способы расчета и прогноза интенсивности взрывного разрушения пород на куски размером до 60 мм в ближней к заряду зоне не позволяют надежно оценивать степень дробления минеральных солей в этой зоне. Поэтому установление закономерностей формирования гранулометрического состава пород, формирующегося вблизи взорванного удлиненного заряда ПВВ является актуальной научной задачей.

Цель работы. Установление закономерностей взрывного дробления калийных солей на куски размером до 60 мм взрывом удлиненного заряда ПВВ, позволяющих разработать методику расчета эффективных параметров буровзрывных работ (БВР) при добыче этих солей подземным скважинным способом.

Идея работы состоит в использовании установленных закономерностей формирования гранулометрического состава, формирующегося в зоне регулируемого дробления взрывом удлиненного заряда ПВВ, для разработки методики расчета рациональных параметров БВР, обеспечивающих формирование заданного объема взрывного дробления калийных солей на куски размером до 60 мм.

Научные положения, выносимые на защиту:

• При взрывном разрушении горных пород в ближней к заряду зоне формируются два основных процесса: интенсивного мелкодисперсного дробления, путем развития микротрещин размером до 2 мм и макроскопического, при котором размеры трещин имеют значения 2 мм и более. Для описания закономерностей этих процессов вводятся опорные точки: первая соответствует области с размером частиц до 1 мм, а вторая - области с размером частиц до 5 мм.

• Объемы фракций К, и У2 взрывного дробления пород, ограниченных радиусами г, иг,, формирующихся вблизи взорванного заряда с максимальным размером кусков /, и /2, соответственно равны отношению размеров этих кусков в степени 1/2а, а средний размер кусков породы с1ср{ в этих объемах дробления в (2а+1) раз меньше 1КСК ,• - максимального размера кусков породы в этих областях.

• При взрывном дроблении горных пород радиус опорной точки в зоне макроскопического разрушения на частицы размером до 5 мм пропорционален радиусу дополнительной опорной точки в зоне мелкодисперсного дробления на частицы размером до 2 мм, что свидетельствует об устойчивой (однозначной) взаимосвязи обоих процессов разрушения.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений и выводов подтверждаются

• применением известных положений феноменологической квазистатическо-волновой (ФКСВ) теории разрушения горных пород взрывом и теории трещин для теоретического описания закономерностей формирования гранулометрического состава разрушения горных пород при взрыве зарядов ПВВ;

• сходимостью результатов статистической обработки лабораторных экспериментальных исследований, в которых доверительный интервал не превышает 0,1 среднеквадратической ошибки при вероятности Р = 0,95, а коэффициент вариации основного безразмерного параметра £ (равного отношению относительной величины объема зоны разрушения к относительной величине максимального размера кусков в этом объеме) не превышает 0,09 при кратном разбросе опытных данных объемов фракций, формирующихся при взрывном дроблении пород;

• положительными результатами использования разработанных оценок степени взрывного дробления калийно-мапниевых солей, принятых Федеральным государственным унитарным предприятием (ФГУП) «ЦНИИгеолнеруд» для развития подземного скважинного способа добычи полезных ископаемых.

Научная новизна работы заключается в установлении новых теоретических закономерностей формирования гранулометрического состава пород в зоне их регулируемого дробления при взрыве удлиненного заряда ПВВ с учетом физико-технических свойств горных пород и термодинамических параметров взрываемых зарядов.

Научное значение работы заключается в развитии теории формирования гранулометрического состава во взорванной горной массе при взрыве заряда ПВВ с учетом основных положений ФКСВ модели разрушения пород взрывом и основных положений теории трещин.

Практическое значение работы заключается в разработке «Методики расчета размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения горных пород при подземной скважинной добыче солей», позволяющей определять по известным параметрам физико-технических свойств пород и термодинамических параметров ПВВ гранулометрический состав соляных пород.

Реализация работы. «Методика расчета размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения горных пород при подземной скважинной добыче солей» принята ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» для дальнейшего развития скважинного способа добычи соляных пород с предварительным их дроблением взрывом удлиненных зарядов ПВВ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях «Неделя горняка» (г. Москва, МГТУ, 2009, 2011 гг.), на 6 и 7-й Международных научных школах молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (г. Москва, 2009 - 2010 гг.), международной конференции «Современные ресурсоэнергосберегающие технологии горного производства» (Украина, п. Курортное, 2010 г.), заседаниях кафедры «Взрывное дело» МГТУ (г. Москва, 2009, 2010 гг.). Значительная часть диссертационных исследований проводилась в рамках выполнения Договора № 387/09(288)-3 от 01.07.2009 г. на тему "Закономерности взрывного дробления монолитов кернов калийных солей части Остальной площади Верхне-Камского месторождения, примыкающей к Половодовскому и Ново-Соликамскому участкам".

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, в том числе 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 93 наименований, 4 приложений, содержит 18 рисунков, 22 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность заведующему кафедрой «Взрывное дело» В.А. Белину, научному руководителю Г.М. Крюкову и другим сотрудникам кафедры.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Большое количество минеральных солей потребляют сельское хозяйство, нефтяная, химическая, текстильная промышленность, коммунальное хозяйство в зимнее время года.

Поэтому добыча минеральных солей является очень важным экономическим и технологическим фактором для развития сельского хозяйства и промышленного производства.

Разработка месторождений минеральных солей требует применения высокотехнологических способов добычи и ряда специальных мер по технике безопасности. Минеральные соли, как правило, являются хорошо растворимыми, поэтому подземная добыча соляных пород имеет специфические опасности для жизни людей и сохранности наземных и подземных сооружений, обусловленных их растворением и явлением проседания земной поверхности.

В России и странах СНГ соляные породы добываются в основном открытыми и подземными способами.

Открытый способ добычи соли является более безопасным, чем подземный, для него характерны хорошие санитарные условия, возможна селективная выемка полезного ископаемого с более полным извлечением соли, простая организация работ, капитальные затраты и сроки строительства карьера существенно меньше, чем выполнение соответствующих работ при подземном способе добычи соли. К недостаткам открытого способа добычи соли можно отнести загрязнение полезного ископаемого пылью, заливание его атмосферными осадками и почвенными водами. В тоже время, с увеличением глубины карьера себестоимость добычи соли существенно возрастает.

При глубине залегания минеральных солей 100 м и более открытый способ их разработки нерентабелен. В этом случае разработку пластов минеральных солей ведут подземным способом, с проходкой подземных камер штрекопроходческими комбайнами или врубовыми машинами.

Недостатками подземного способа добычи минеральных солей являются постоянные угрозы обвалов и затопления шахты, приводящих к экологическим проблемам. При глубинах залегания минеральных пластов свыше 600 м шахтный способ добычи минеральных солей становится нерентабельным и возникает необходимость разработки альтернативных способов их добычи. В одном из таких способов используется явление подземного растворения соли - выщелачивание.

Извлечение соли на поверхность в виде рассолов проще и дешевле, чем в твердом виде, и удобно при дальнейшей переработке рассолов.

Развитие технологии подземного растворения соляных пород с применением буровых скважин в России началось с конца XIX - начала XX веков (методы прямотока и противотока). Возникающие проблемы при использовании данной технологии стимулировали в 40 - 60-е годы XX века начало разработок теоретических основ этого способа такими учеными, как В.Н. Белов, П.С. Бобко, П.М. Дудко, А.П. Куле и другие, что позволило разработать несколько способов подземного растворения калийных солей с использованием методов гидровруба, послойного, батарейного, заглубленной водоподачи и др.

Возможности способа скважинной добычи калийных солей с предварительным их растворением исследовались Е.И. Ахумовым, Б.В. Василевским, Г.И. Преображенским и другими учеными в 30-е годы, а в 60-70-х гг. были обобщены теоретические и методологические основы скважинных способов добычи полезных ископаемых акад. Н.В. Мельниковым, В.Ж. Арснсом, Д.П. Лобановым, А.И. Калабием.

Анализ эффективности подземных способов гидродобычи минеральных солей с глубин более 700 м показывает, что наиболее эффективным может быть способ с бурением вертикально-горизонтальных скважин с последующим взрывом зарядов ПВВ, обеспечивающим заданную степень дробления солей и извлечением пульпы или раствора на земную поверхность. Воздействие взрыва заряда ПВВ приводит к сильному разрушению породы, создавая тем самым благоприятные условия для гидродобычи соляных пород.

Одной из главных практических задач при разработке скважинного способа гидродобычи является разработка общих закономерностей прогнозирования степени взрывного дробления соляных пород при взрывах в них удлиненных зарядов ПВВ в ближних к ним зонах с размерами частиц до 60 мм.

Как в исследовательских, так и в промышленных целях для описания конкретных технологических процессов деформирования и разрушения горных пород при взрывах зарядов ПВВ использовались волновой и энергетический подходы. В этих работах принимали участие акад. К.Н. Трубецкой, акад.

B.В. Адушкин, ФА. Авдеев, Е.Г. Баранов, А.Ф. Беляев, М.М. Боресков,

C.Д. Викторов, С.А. Давыдова, Г.П. Демидюк, В.М. Закалинский, H.H. Казаков, Б.Н. Кутузов, М.В. Мачинский, Н.В. Мельников, П.С. Миронов, В.Н. Мосинец, П.П. Назаров, В.И. Одинцев, Г.И. Покровский, В.К. Рубцов, М.А. Садовский, А.Ф. Суханов, A.A. Черниговский, B.C. Чмыхалов, А.Н. Ханукаев и многие другие.

Эти подходы позволили установить ряд особенностей процессов разрушения горных пород. Однако теоретические оценки, как правило, не согласуются с опытными данными ведения промышленных взрывных работ и требуют корректировки. При энергетическом подходе невозможен учет волнового характера нагружения пород и взаимного влияния взрываемых зарядов ПВВ на процесс разрушения ими горных пород. При анализе волнового подхода к описанию процесса взрывного разрушения горных пород были выявлены следующие его существенные недостатки:

1. На переднем фронте взрывных волн все напряжения сжимающие и не могут вызвать разрушения породы.

2. В экспериментальных исследованиях, как правило, регистрируется сферическая волна, а ее параметры экстраполируются в ближнюю к взрываемому заряду зоне, где действует цилиндрическая волна.

3. Не сформулирован сам процесс разрушения породы под действием взрывной волны.

Большой вклад в установление зависимостей по прогнозированию степени взрывного дробления горных пород зарядами ПВВ внесли такие предприятия, как Трансвзрывпром, Союзвзрывпром, Гидропроект и др. При этом разработанные в этих организациях соотношения предусматривают обязательное проведение опытно-промышленных взрывов для корректировки расчетных параметров БВР.

Однако во всех моделях по прогнозированию степени дробления пород взрывом зарядов ПВВ вводится ряд допущений и предположений:

- во-первых, во всех методиках расчета степени дробления пород не учтено принципиальное различие степени дробления пород, формирующихся в разных зонах, т.е. не учтены различия гранулометрических составов горной массы в зонах регулируемого и нерегулируемого дробления;

- во-вторых, распределение кусков по их длине во взорванной горной массе определяется в рассмотренных моделях не сущностью процесса, происходящего в разных зонах около взорванного заряда, а теми или иными вероятностными законами;

- в-третьих, выходы разных фракций и негабарита определялись в рассматриваемых работах по скорректированным опытным данным параметрам вероятностных законов распределения кусков в развале. То есть приняв те или иные законы распределения кусков в развале, проводили серию опытно-промышленных взрывов, по результатам которых уточнялись параметры принятых законов распределения. Таким образом, устанавливались полуэмпирические соотношения

для распределения кусков породы (гранулометрический состав) при взрывном дроблении горных пород, причем достоверность принятого вероятностного закона распределения кусков и его соответствие процессу взрывного разрушения пород не обосновывались.

Поэтому соотношения, полученные в указанных работах, не могут быть использованы для описания других процессов взрывного нагружения и разрушения горных пород взрывом подземных скважинных зарядов ПВВ.

Впервые достоверная модель разрушения горных пород при подземном крупномасштабном камуфлетном взрыве заряда была разработана в 60-х годах группой ученых ИФЗ В.В. Адуппсиным, В.Н. Костюченко, В.Н. Николаевским,

A.Н. Ромашовым, М.М. Цветковым и другими под руководством профессора

B.Н. Родионова. Сделанные по этой модели оценки размеров разных зон разрушения, формирующихся при крупномасштабных взрывах, вполне согласовывались с опытными данными при подземных взрывах сосредоточенных ядерных зарядов. Однако непосредственное применение соответствующего аналога к процессам разрушения горных пород взрывами зарядов ПВВ дает результаты, существенно (на порядок) отличающиеся от опытных данных.

На базе этой теории на кафедре «Взрывное дело» МГГУ была развита ФКСВ модель процессов деформирования и разрушения горных пород взрывом зарядов ПВВ под руководством д.т.н., проф. В А. Белина и д.т.н., проф. Г.М. Крюкова В этих исследованиях в разное время принимали участие: В.Г. Вартанов, Ю.В. Глазков, М.И. Докутович, С.Н. Каширский, В.А. Кузнецов, М.Н. Оверченко, В.В. Стадник, А. Цэдэнбат и другие.

При построении излагаемой ниже теории предлагается новый подход к расчету гранулометрического состава, формирующегося при взрыве зарядов ПВВ, основанный на ФКСВ модели МГГУ.

Вводится понятие опорной точки, находящейся в зоне регулируемого дробления на расстоянии гоп от оси удлиненного заряда ПВВ, на котором размер кусков породы равен 1оп. В качестве таковой может бьггь использована любая точка в зоне регулируемого дробления.

С учетом этого понятия об опорной точке, закономерности, описывающей уменьшение разрушающих напряжений с увеличением г, общих положений теории трещин, а также соотношений

Ж\ у] ; аоа = 0>5/Ц^г] ; <уаа=сг№, , - соответствешо нормальные радиальное, полярное и азимутальное напряжения; Рж - давление продуктов детонации в плоскости Жуге, Па; а0 - радиус зарядной полоста, м; г - радиус рассматриваемой точки породы, м, - установлена следующая зависимость:

^кск ^on

/■ \4а Г

(2)

для распределения кусков породы по размерам (их гранулометрический состав) в зоне регулируемого дробления около основной части взорванного удлиненного заряда

пвв.

Объем некоторой области в зоне регулируемого дробления, ограниченной радиусом около этого взорванного удлиненного заряда ПВВ, равен

\2~

V¡ = rt3prí

«о

,м3,

(3)

где I - длина заряда, м.

Поскольку а0 -<-; г(, то асимптотика (3) имеет вид t

Vi = id3prt,u\ (4)

Предполагая, что в зоне регулируемого дробления а = const, из (2) находим

Ч - 'on

1кскЛ

,М.

Подставив (5) в (4), получим V

2 а

> ^ - ^сп

\ ^on J

(5)

(6)

где Von = 7d3pr¿n.

Эту закономерность можно считать универсальной и формулируемой следующим образом: в зоне регулируемого дробления отношение объемов разрушения породы, ограниченных радиусами r¡ и гоп около взорванного заряда ПВВ, равно отношению максимальных размеров кусков породы в этих объемах в степени 1 I 2а.

Средний размер кусков породы в рассматриваемой области г <r¡ около взорванного заряда ПВВ будет равен

С учетом (2) из (7) легко получается

<4*/= — .м- (8)

2а+ 1

Таким образом, соотношения (6) и (8) позволили сформулировать теоретическое обоснование научного положения: объемы фракций У, и У2 взрывного дробления пород, ограниченных радиусами г, м г2, формирующихся вблизи взорванного заряда с максимальным размером кусков /, г/ /2, соответственно равны отношению размеров этих кусков в степени У 2а, а средний размер кусков породы <1ср) в этих объемах дробления в (2а +1) раз меньше 1кск{ - максимального размера кусков породы в этих областях.

Изложенные выше соотношения являются новыми теоретическими закономерностями, описывающими процесс формирования гранулометрического состава разрушенной горной массы в развале при дроблении горной породы взрывом удлиненных зарядов ПВВ на карьерах. Эти соотношения не содержат каких-либо корректировочных эмпирических коэффициентов и полностью описывают зависимость па. раметров гранулометрического состава от физико-технических свойств горных пород и термодинамических параметров зарядов ПВВ. Установлено, что параметры гранулометрического состава кусков породы в развале полностью определяются известными физико-техническими параметрами горных пород и новым введенным параметром а, имеющим простой физический смысл - показатель распределения по длине дефектов строения горных пород (из которых при взрыве происходит развитие трещин разрушения), который, по результатам опытно-промышленных взрывов, может быть определен из соотношения (8).

Необходимо отметить, что новая установленная закономерность распределения кусков породы в развале по их длинам является развитием теории трещин на процесс взрывного дробления горных пород, а не заранее авторитарно выбранным законом, что до сих пор обычно применялось при описаниях этого процесса.

Для проверки достоверности установленных теоретических исследований был проведен большой цикл взрывных разрушений образцов соляных пород в лабораторных условиях из разных участков Верхнекамского месторождения. Эти исследования выполнялись с использованием зарядов ПС-2\ ПС-2 состав на 92 % состоял из воспламенителя спичечных головок и на 8 % из сенсибилизатора.

* заряд ПС-2 является «ноу-хау» кафедры «Взрывное дело» и в настоящее время патентуется

В первой серии опытов было испытано пять образцов галита высотой 110 и диаметром 90 мм. В каждом из них был пробурен шпур йшп - й = 4,1 мм,

Во второй серии опытов испытания были проведены с 65 образцами. Они были распределены на 13 групп по залеганию и минеральному составу. Часть образцов в процессе подготовки к испытаниям получила дефекты, и их взрывное дробление не проводилось. Все остальные образцы были приведены к одной высоте 100 и диаметру 70 мм. В каждом из них был пробурен шпур <1щп = с/ = 4,1 мм, 1шп = 80 мм.

Таблица 1

Результаты дробления монолитов керна галита (первая серия опытов) _

Фракции с размерами частиц, мм Сум-

об Масса образца,, M, г 00,25 0,25 -0,5 0,5 -1 1-2 2-3 3-5 5-7 7-10 lû-15 1520 2030 3040 >40 марная

ра Номер фракции / масса

зц 1 2 з 4 5 6 7 а 9 10 11 12 13 фрак-

а Масса фракции <пф,, г ций Мг, г

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1 1521,7 1,29 1,1 6,97 20,38 9 36,4 28,61 44,68 61,8 109,5 84,99|216,S 898,45 1519,7

2 1541,3 1.31 1,85 4,95 12,16 6 32,62 44,32 69,65 135,6 153,6 205,4 252,3 620,8 1540,5

3 1525,7 1,23 1,7 6,96 19,27 10 26,42] 53,9 66,55 64,45 51,99 100,Е 291,S 810,42 1504,9

4 1553,2 1,65 2,32 7,4 22,1 12,11 67,81 82,53 133,5 155,9 220,1 206,S 384,9 255,9£ 1553,1

5 1531,8 1,58 2,72 10,4 37,47 17,85 85.3 88,87 123,^ 184,6 173,3 165,4 182 448,21 1521,3

"образцы № 1, 3,5 - пестрого галита, образцы № 2 и 4 - галита.

Таблица 2

Результаты дробления монолитов керна калийно-магииевых солей (вторая серия опытов)

№, груп пы Общая масса образцов, г Фракции с размерами частиц, мм Суммарная масса фракций Мь г

00,25 0,250,5 0,5-1 1-2 2-3 3-5 5-7 7-10 10-15 15-20 >20

Номер фракции 1

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

Масса фракции тф|/ г

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15

1 2030,92 4,03 48,26 233,44 459,14 146,2 407,4 254,51 237,3 157,05 44,29 34,83 2026,47

2 3459,33 21,31 134,5 429.9Î 753,9 184,26 597,57 479,79 429,39 201,12 104,4 121,27 3457,59

3 2767,14 33,36 125,6 329,5 587,6 145,03 538,96 366,54 229,04 185,47 101,61 119,99 2762,67

4 705,15 3,66 18,06 59,19 179,2 48,64 174,29 146,5 52,89 20,98 - - 703,37

5 2761,41 19,06 25,8 66,37 154,1 53,51 202,36 186,87 275,14 513,96 528,36 733,52 2759,03

6 7133,93 44,24 64,69 210,7 513,3 195,19 774,98 720,03 869,79 1119,5 985,55 1629,7 7127,46

7 3553,32 18,48 28,11 84,18 270,1 114,83 446,6 401,13 453,99 565,33 445,7 713,92 3542,33

8 1790,0 7,58 12,51 47,06 147,2 59,77 265,77 262,9 212,27 226,64 204,26 341,89 1787,87

9 5517,99 29,12 42,04 138,34 361,5 105,13 482,03 415,54 498,54 729,62 746,9 1665,5 5243,36

10 2684,06 16,83 24,31 76,28 191,9 58,31 312,02 323,99 385,59 378,09 397,84 514,44 2679,58

11 9790,52 58,16 85,24 277,64 760,2 274,24 1023,2 758,27 939,76 1525,2 1348,2 2720,2 9770,39

12 2660,08 17,49 25,93 129,36 211,5 69,69 236,8 145,04 256,84 365,14 442,34 761,38 2661,52

13 1807,82 9,13 14,19 48,76 110,03 35,97 130,2 86,38 112,01 173,82 219,39 867,08 1806,96

После проведения взрывного дробления монолитов кернов соляных пород

производился ситовой анализ лабразвала с помощью 10 сит и поддона на 12 фрак-

ций, последняя -13 фракция с частицами размером ¿чст > 30 мм определялась вручную по максимальному размеру ребра кусков.

По окончании процесса рассева содержимое каждого сита взвешивалось на весах и определялся гранулометрический состав (табл. 1 и 2) лабразвала.

Общая масса фракций отличалась от массы неразрушенных образцов не более чем на 0,3 % при 11 или 13 взвешиваниях фракций, что свидетельствовало о высокой надежности и достоверности проведенных опытов.

При обработке опытных данных, полученных в лабораторных условиях при взрывном дроблении образцов соляных пород, применялась методика, основанная на теории формирования гранулометрического состава взрывом (ФГСВ) при разрушении материалов взрывом зарядов ПВВ.

1. Определялся объем каждой фракции, приходящийся на взрывное дробление одного образца, по соотношению

Ъ-^.СЫ», (9)

П-Рпр

где тф1 - массы соответствующих фракций, п - число образцов, взорванных в данной серии опытов, рпр - плотность образцов, / - номер фракции.

2. Значения относительных величин 1-х объемов рассчитывались по формуле

Г^.=^,см3/мм, (10)

у Да,

где ¿Ц - размах значений размеров частиц в / - й фракции.

3. Определялись значения относительной величины Уф1 = Уф1 IV ф5.

4. Объемы первых к фракций рассчитывались по формуле

(11)

5. Средний размер кусков для первых к фракций рассчитывался по формуле

(12)

¡-1

где - средний размер кусков в / — й фракции.

6. Опираясь на установленный закон распределения кусков породы, формирующихся в последней около взорванного заряда установлено в виде

'«,='«/—"(13)

\Гоп)

7. Расчеты показателя 2а в соответствии с с1.„ ■ = кск''

ср-' 2а + 1

осуществлялись по

формуле

¿к_

аср,к

Л,

(14)

где /Г

- максимальный размер кусков в к - й фракции.

. Затем производились расчеты относительных величин по соотношениям

(15)

(16)

4 =(4 п0пТа,

где в качестве опорных значений принято Уоп = У5 и 1оп = 5 мм.

9. Расчет параметра £ производился по соотношению £ =Ук/1к, являющемуся отношением экспериментальных величин Ук и 7к, которое по теоретическим оценкам (9) должно быть равно 1.

10. Радиусы дробления (гдр) для зон разрушения Ук определялись как решение

кубических уравнений по формуле для взрыва удлиненного заряда

(4/3 Н.4 + V*.*-№<гдр,к-{0,25т1% + Гк)=0. (17)

11. Рассчитывалась относительная величина г = гдр/гдрап, где гд - радиус зоны разрушения для Ук .

При построении гистограмм распределения гранулометрического состава для соляных пород (рис. 1) было надежно зафиксировано два различных процесса разрушения образцов - интенсивного мелкодисперсного (микроскопического) разрушения зерен соляных пород на куски размером до 2 мм с соответствующими длинами трещин, и макроскопического разрушения породы как таковой на частицы размером более 2 мм. При этом фракция с размерами частиц от 2 до 3 мм являлась переходной, а ее удельная масса была в 1,5-42 раза меньше масс соседних фракций -как мелкодисперсного дробления, так и разрушения на куски более 3 мм.

а) галит пестрый

б) галит

ИинНИ ж

—Я!';, Г Ш

11111811

¿ср

Рис. 1. Гистограммы зависимости значений средних масс фракций от среднего размера

куска во фракции

Значения параметра 2а, приведенные в табл. 3 и на рис. 2, рассчитывались по соотношению (14), преобразованному к виду

2ак=^--\. (18)

"ср.к

Таблица 3

Значения параметра 2а и £ для галита и галита пестрого

"Фракции Порода^ 00,25 0,250,5 0,51 1-2 2-3 3-5 5-7 7-10 lois 15- го 2030 з: ! >«

Парамет р 2а

Галит 1,00 0,84 0,74 0,72 1,00 0,69 0,65 0,68 0,79 0,77 1,02 0,94 1 0,68

Галит пестрый 1,00 0,86 0,63 0,63 0,94 0,80 0,77 0,83 0,97 0,98 1,28 1,05 0,48

Параметр f,

Галит 0,34 0,63 1,00 1,12 0,70 1,00 1,03 1,05 1,15 1,12 1,58 1,40 0,70

Галит пестрый 0,28 0,47 1,47 1,62 0,86 1,00 1,02 1,03 1,10 1,11 1,41 1,12 0,16

Таким образом значения параметра 2ак при переходе от одной фракции к другой полностью определяются соответствующим изменением величины Зсрк. В соответствии с (18) увеличению с! к соответствует уменьшение 2ак, и наоборот.

1.40 1.20 1.00 * 0.80 г-4 0.60 0.40 0.20 0.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

2.00 1.50

Ил100

0.50 0.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

Рис. 2. Значения параметров 2 ак и £ при разных г: а - галит пестрый, о - галит.

По данным, представленным в табл. 3, а также на рис. 2, формулируются следующие выводы:

1. При взрывном дроблении образцов макроскопическое разрушение галита на куски размером от 2 до 20 мм (5-40 фракции) хорошо описывается разработанной теорией ФГСВ в зоне регулируемого дробления. При этом параметр £ отличается от 1 всего лишь на несколько процентов, что подтверждает хорошее согласование этой теории с опытными данными.

■ •

• i • ■ ■ • В

• 1 •

f ■

2. Макроскопический процесс разрушения образцов галита на куски размером более 20 мм (11-43 фракции) происходил при влиянии боковых дополнительных поверхностей обнажения керна, поскольку радиус разрушения для фракции с частицами размером до 30 мм составлял уже около 30 мм, т.е. близко к боковой поверхности кернов. Поэтому фракции с размерами кусков более 20 мм не могут соответствовать изложенной выше теории ФГСВ и исключаются из дальнейшего анализа.

3. Анализ результатов мелкодисперсного дробления галитов на частицы размером до 2 мм (1+4 фракции) показал, что в этом случае имеет место рост параметра

от 0,28 (1 фракция) до 1,62 (4 фракция) в соответствии с изменениями параметра 2а от 1 до 0,6. Выше уже неоднократно отмечалось, что в этом случае имеет место процесс разрушения зерен галита путем развития микротрещин в зернах, а не в гагате - породе как таковой. Очевидно, в этом случае будут иметь место и отличия процессов разрушения от процессов развития трещин во второй зоне (5+10 фракций).

Примем, что при микроскопическом разрушении зерен галита справедлива приведенная выше теория ФГСВ формирования грансостава, при этом в качестве опорной точки принимается 3 фракция с размерами частиц от 0,5 до 1 мм, т.е. 1оп = 1 мм, гт = 5,6 мм, Го„ = 2809 мм3 для галита и Ут =3716 мм3 для пестрого галита. В соответствии с этими предположениями был выполнен перерасчет опытных данных, представленных в табл. 4 и на рис. 3, где приведены значения параметров 2а и £.

Таблица4

Скорректированные значения параметров 2а и С для галита и галита пестрого

^-<1>ракции Порода\^ 00,25 0,250,5 0,51 1-2 2-3 3-5 5-7 7-10 lois 1520 2030 3040 >40

Параметр 2а

Галит 1,00 0,84 0,74 0,72 1,00 0,69 0,65 0,68 0,8 0,77 1,02 0,94 0,68

Галит пестрый 1,00 0,86 0,63 0,63 0,94 0,80 0,77 0,83 0,97 0,98 1,28 1,05 0,48

Параметр £

Галит 0,34 0,63 1,00 1,12 0,7 1,00 1,03 1,05 1,15 1,12 1,58 1,4 0,7

Галит пестрый 0,28 0,47 1,47 1,62 0,86 1,00 1,02 1,03 1,10 1,11 1,41 1,12 0,16

Подчеркнем, что в этом случае применены основные положения теории ФГСВ для двух разных процессов разрушения породы: микроскопического и макроскопического. В этом случае и в зоне мелкодисперсного дробления получились значения близкие к 1, за исключением 5-й фракции, соответствующей переходному режиму.

О -!----------

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

1.40 1.20 1.00

0.40 0.20 0.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

Рис. 3. Значения параметров 2ак и при разных г при уточненных значениях для мелкодисперсных фракций: о - галит пестрый, о - галит

Необходимо отметить еще небольшое отличие от теоретических оценок для первой фракции, где параметр 2а почти на 30 % больше, чем для других фракций. Однако это обстоятельство обусловлено недостаточностью опытных данных для частиц размером меньше 0,25 мм. Следовательно, разработанная теория ФГСВ в зоне регулируемого дробления возле взорванного заряда ПВВ справедлива как при описании макроскопического, так и микроскопического (с размерами частиц более 0,25 мм) процессов взрывного разрушения пород.

В табл. 5 и на рис. 4 приведены нормированные значения масс фракций для второй серии опытов.

Подчеркнем, что в этих опытах имеет место кратный (в 2-4 раза) разброс опытных данных для каждой фракции.

Из данных, представленных в табл. 5 и на рис. 4, видно, что для каждой фракции приведенные значения их масс имеют существенные различия, так что относительная величина среднеквадратического отклонения от среднего значения достигает 0,69 при величине доверительного интервала до 0,4 при приведенном значении массы фракции, равной 1. Вышеизложенное свидетельствует о широкой, значительной вариации экспериментальных данных.

Таблица 5

Нормированные значения масс фракций и статистический анализ

№ групйМ\ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 0,27 1,30 1,87 1,65 1,69 1,27 0,97 0,91 0,52 0,15 0,06

2 ' 0,86 2,17 2,07 1,63 1,28 1,11 1,09 0,98 0,40 0,21 0,13

3 1,69 2,54 1,98 1,58 1,26 1,26 1,04 0,66 0,46 0,25 0,16

4 0,74 1,46 1,43 1,93 1,69 1,62 1,67 0,61 0,21 - -

5 1,29 0,69 0,53 0,55 0,62 0,63 0,71 1,05 1,69 1,75 1,31

6 1,12 0,65 0,63 0,69 0,85 0,90 1,03 1,25 1,38 1,22 1,09

7 0,94 0,57 0,51 0,73 1,00 1,04 1,14 1,30 1,39 1,10 0,95

8 0,77 0,51 0,57 0,79 1,04 1,24 1,50 1,22 1,12 1,01 0,91

9 0,98 0,57 0,56 0,65 0,61 0,75 0,79 0,95 1,20 1,23 1,48

10 1,14 0,65 0,61 0,69 0,67 0,97 1,23 1,47 1,24 1,31 0,92

11 1,07 0,63 0,61 0,75 0,87 0,87 0,79 0,98 1,36 1,21 1,32

12 1,18 0,70 1,04 0,76 0,81 0,74 0,55 0,98 1,20 1,46 1,36

13 0,93 0,57 0,59 0,59 0,62 0,61 0,49 0,64 0,86 1,09 2,32

Показатели

* т 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

0,101 0,416 0,348 0,227 0,133 0,081 0,109 0,065 0,200 0,328 0,469

От 0,318 0,645 0,590 0,476 0,364 0,285 0,330 0,254 0,447 0,573 0,685

У/т 0,318 0,645 0,590 0,476 0,364 0,285 0,330 0,254 0,447 0,573 0,685

Д т 0,192 0,390 0,356 0,288 0,22С 0,172 0,200 0,154 0,270 0,364 0,435

Здесь т -т>! т.

ср

1 1 1 «

4 : : ! 1 ; < ' ;

; • ► ! ! 1 1 ) ! | 1 ' ; 1 с |

! 1 1 Г 1 * * 1 < ;

► : 1 1

♦ Ряд1

■ Ряд2 »РядЗ ХРяд4 ЖРЯД5

♦ Рядб + РЯД7 -РядЗ -РядЭ

♦ РядЮ

■ Ряд11 ЛРЯД12 Р Р?Д13

0)23456789 10 11 12

№ фракции

Рис. 4. Нормированные значения масс фракций 65 образцов (номера рядов соответствуют

номеру группы)

В табл. 6, 7 и на рис. 5 приведены значения параметра £ с учетом применения теории ФГСВ для двух разных процессов дробления образцов, при этом разброс расчетных значений этого параметра по взрывному дроблению образцов в этих сериях не превышает 10% за исключением нескольких отдельных фракций.

Таблица 6

Нормированные значения ^ и статистический анализ опытных данных для карналлита

№ группй^\ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И

1 1,04 1 0,95 1,07 1 0,95 0,94 0,96 1,01 1,1

2 1,22 1 0,94 1,24 1 0,92 0,69 0,7 1,04 1,11

3 1,2 1 0,95 1,01 1 0,97 0,95 0,97 1 1,06

4 1,11 1 1,06 1,019 1 0,981 0,954 0,992 - -

и 1,14 1 0,98 1,08 1 0,96 0,88 0,91 1,02 1,09

1 0,91 1 0,97 0,99 1 0,99 1,06 1,06 0,99 1,01

2 1,07 1 0,96 1,14 1 0,96 0,78 0,77 1,02 1,02

3 1,05 1 0,97 0,93 1 1,02 1,08 1,07 0,98 0,97

4 0,97 1 1,09 0,94 1 1,03 1,08 1,10 - -

Показатели

г* 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0,005 0 0,003 0,01 0 0,001 0,021 0,023 0 0,001

0,073 0 0,058 0,098 0 0,028 0,146 0.152 0,020 0,024

п 0,073 0 0,058 0,098 0 0,028 0,146 0,152 0,020 0,024

Дц' 0,116 0 0,093 0,157 0 0,044 0,232 0,242 0,044 0,052

Таблица 7

Нормированные значения £ и статистический анализ опытных данных для 5-13 групп

№ группа^ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

5 1,16 0,96 1 1,01 0,923 1 1,001 1,001 0,978 0,957 1,097

6 0,94 0,83 1 1,02 0,895 1 0,997 0,994 1,03 1,062 1,122

7 0,96 0,88 1 1,08 0,89 1 0,98 0,98 1,03 1,08 1,17

8 0,77 0,77 1 1,08 0,85 1 1 1 1,06 1,11 1,16

9 0,94 0,83 1 1,03 0,9 1 0,99 0,99 1 1 0,92

10 0,97 0,85 1 1,03 0,83 1 1,02 1,02 1,09 1,12 1,24

11 0,94 0,83 1 1,04 0,93 1 0,97 0,96 0,96 0,98 0,96

12 0,69 0,62 1 0,94 0,98 1 0,95 0,96 0,96 0,91 0,89

13 0,86 0,81 1 1 0,96 1 0,96 0,95 0,96 0,9 0,57

0,914 0,82 1 1,026 0,906 0,985 0,984 1,008 1,013 1,014

5 1,269 1,171 1 0,985 1,018 1 1,016 1,017 0,97 0,944 1,082

6 1,028 1,012 1 0,995 0,987 1 1,012 1,01 1,022 1,048 1,106

7 1,050 1,073 1 1,053 0,982 1 0,995 0,996 1,022 1,066 1,153

8 0,842 0,939 1 1,053 0,938 1 1,015 1,016 1,052 1,096 1,144

9 1,028 1,012 1 1,004 0,993 1 1,005 1,006 0,993 0,987 0,907

10 1,061 1,037 1 1,004 0,916 1 1,035 1,037 1,082 1,105 1,222

II 1,028 1,012 1 1,014 1,026 0,984 0,976 0,953 0,967 0,946

12 0,755 0,756 1 0,917 1,081 1 0,964 0,976 0,953 0,898 0,877

13 0,94 0,988 1 0,975 1,059 1 0,974 0,966 0,953 0,888 0,562

Показатели

г* 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1

0,013 0,008 0 0,001 0,002 0 0 0 0,001 0,004 0,027

<4 0,114 0,088 0 0,032 0,042 0 0,018 0,018 0,037 0,067 0,166

У! 0,114 0,088 0 0,032 0,042 0 0,018 0,018 0,037 0,067 0,166

Ае 0,088 0,067 0 0,025 0,032 0 0,014 0,014 0,029 0,052 0,127

Здесь £ =£,/£

При эхом значение коэффициента вариации не превышало 0,1, а величина доверительного интервала составляла, как правило, не более 0,2 при математическом ожидании, равном 1. Эти значения указанных параметров свидетельствуют о достоверности и надежности предложенного метода обработки опытных данных по взрывному разрушению образцов, первичные значения которых имели значительный разброс и кратные различия.

Так как теоретическое значение критерия Фишера (Кт) для рассматриваемых опытов составляет 3,63, а расчетные значения этого критерия находятся в пределах от 1,44 до 3,22, кроме 1-й и 8+11-й - эти фракции взрывного дробления карналлитов были исключены из дальнейшего рассмотрения.

Кл

1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

< ► ^ | i 'л ) 1 $ « 1

А ' I 1 ! 1 1 « г 1

J 1 1 1 1 1

♦ Ряд1

■ Ряд2 А РядЗ X Ряд4 Ж Ряд5

♦ Рядб + Ряд7 -Ряд8 - РядЭ

♦ РядЮ

■ Ряд11 А Ряд12 а Ряд13

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 № фракции

Рис. 5. Значения параметра с с учетом двух разных процессов дробления (номера рядов соответствуют номеру группы)

Сопоставление значений масс фракций, представленных на рис. 4, и в соответствии со значениями параметра представленных на рис. 5, свидетельствует о следующем:

- надежно зафиксирован факт двух разных процессов разрушения: мелкодисперсного дробления и макроскопического разрушения на отдельные куски размером более 2 мм. При этом очевидно, что размеры трещин в первом случае будут соответственно менее 2 мм, а во втором - более 2 мм;

- предложенная теория ФГСВ при взрывном дроблении образцов надежно описывает процессы формирования разных фракций как при мелкодисперсном дроблении на частицы размером от 2 до 0,25 мм, так и более крупных фракций - с размером частиц более 2 мм.

Таким образом, по результатам проведенных лабораторных исследований сформулировано первое научное положение: при взрывном разрушении горных пород в ближней к заряду зоне формируются два основных процесса: интенсивного мелкодисперсного дробления путем развития микротрещин размером до 2 мм и макроскопического, при котором размеры трещин имеют значения 2 мм и более. При этом для описания закономерностей этих процессов вводятся опорные точки -первая соответствует области с размерами частиц до 1 мм, а вторая - области с размером кусков до 5 мм. Причем оба процесса разрушения достаточно хорошо описываются новой теорией ФГСВ в зоне регулируемого дробления, а отличие этих двух процессов заключается в отличии положения опорных точек и параметра 2а, который в первом случае определяет дефекты строения зерен породы (кристаллов), а во втором - дефекты строения солей породы как таковой.

№ фракции

Рис. 6. Значения параметра 2а для соляных пород во второй серии опытов (номера рядов

соответствуют номеру группы)

На рис. 6 приведены значения параметра 2а для испытанных пород, надежно свидетельствующие о различии значений этого параметра для микроскопического и макроскопического процессов разрушения.

Однако необходимо подчеркнуть, что удовлетворительное соответствие теоретических и экспериментальных данных, представленных в табл. 6 и 7 и на рис. 5, надежно свидетельствует об экспериментальном подтверждении научного положения о том, что средний размер кусков породы <Лср1 в части зоны регулируемого дробления около взорванного заряда ПВВ, ограниченной радиусом ^, в (2а +1) раз меньше Кск,1 ' максимального размера кусков породы в области г<гг

Это новое теоретическое однозначное соотношение, устанавливающее взаимосвязь между средним размером кусков породы в зоне разрушения радиусом /у

около взорвавшегося заряда с максимальным размером кусков в этой зоне. Такого типа соотношения выдвигались неоднократно в виде предположения по результатам опытно-промышленных взрывов.

Впервые установлено, что эта взаимосвязь определяется параметром а, характеризующим распределение дефектов строения пород, из которых формируются трещины разрушения под действием взрывного нагружения. Причем параметр а имеет различные значения для двух разных процессов разрушения - микроскопического и макроскопического.

Перед разработкой методики расчета объемов разрушения заданного уровня (например, с размерами кусков до 60 мм) была проведена приближенная оценка объемов разрушения интенсивного мелкодисперсного взрывного дробления соляных пород на частицы размером до 2 мм.

Приближенно было принято, что | а^ |= <тсж, так что радиус зоны мелкодисперсного дробления на частицы размером до 2 мм рассчитывался по соотношению

I ЛчСГ,

, ММ.

(18)

Зисж

Результаты расчетов значений г{ап по (18) для испытанных образцов солей представлены в табл. 8.

Таблица 8

№ группы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

23,7 23,7 23,7 23,7 13,5 13,6 14,2 13,13 12,62 13,23 12,84 12,93

С.-*™ 23 23,54 23,58 23,05 12,87 14,02 14,2 14,18 13,3 13,99 14,22 13,14

гР '1 ,оп ЭК Г1,00 1,03 1,01 1,01 1,03 1,05 0,97 1 0,93 0,95 0,94 0,9 0,98

Причем расчетные значения г^вп отличались от фактических не более чем на ±10%, а среднее значение гхроп для всех опытов отличалось от фактического всего на

2 %. Таким образом, в разработанной методике первая опорная точка, соответствующая микроскопическому дроблению породы на частицы размером до 2 мм включительно, рассчитывалась по соотношению (18).

В табл. 9 приведены значения г™оп радиусов зон разрушения на частицы размером до 5 мм включительно — второй опорной точки. По значениям г™оп и г™вп был рассчитан параметр К^ = г2™„ / г™оп. Этот параметр для всех испытанных солей, кро-

ме карналлитов, имеет средневзвешенное значение Кгр =1,35 при отличии отдельных его значений не более чем на ±10%. Этот факт свидетельствует о том, что при взрывном нагружении пород имеет место надежная устойчивая связь двух основных процессов - интенсивного микроскопического разрушения пород на частицы размером до 2 мм и их макроскопического разрушения на частицы размером до 5 мм.

Таблица 9

Экспериментальные значения радиусов разрушения г™т и г™0„

№ группы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

, мм 23 23,54 23,58 23,05 12,87 14,02 14,2 14,18 13,3 13,99 14,22 13,14

29,06 28,56 28,99 29,9 17,29 19,61 20,2 21,16 18,1 19,63 19,63 17,44

^пр 1,26 1,21 1,23 1,30 1,34 1,40 1,42 1,49 1,36 1,40 1,38 1,33

Это позволило сформулировать еще одно научное положение: при взрывном дроблении горных пород радиус второй опорной точки в зоне макроскопического разрушения на частицы размером до 5 мм пропорционален радиусу дополнительной опорной точки в зоне мелкодисперсного дробления на частицы размером до 2 мм, что свидетельствует об устойчивой (однозначной) взаимосвязи обоих процессов разрушения.

Установленные ранее и приведенные выше соотношения позволили разработать «Методику расчета размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения соляных пород при подземной скважинной их добыче». По этой методике был выполнен расчет при взрыве удлиненного заряда литого тротила плотностью рвв = 1,5 ■ 103 кг/м3, диаметром 150 мм в пласте каменной соли. При этом радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,59 м, а объем разрушения составит 21,06 м3. При взрыве заряда аммонита 6ЖВ плотностью рвв = 1-Ю3 кг/м3, диаметром 150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,36 м, при этом объем разрушения будет -17,42 м3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

дробления пород при промышленном ведении взрывных работ, что имеет существенное значение для теории и практики взрывного дробления горных пород.

По результатам выполненных исследований лично автором получены следующие основные выводы:

1. Завершено развитие новой теории формирования гранулометрического состава (ФГСВ), образующегося около взорванного заряда ПВВ в зоне регулируемого дробления пород, при этом установлено, что вблизи заряда формируются зоны микроскопического разрушения пород, соответствующего развитию трещин длиной до 2 мм в породах (включая и их зерна), и макроскопического с размерами частиц более 2 мм путем развития соответствующих трещин в породе как таковой. Причем оба процесса хорошо описываются разработанной теорией ФГСВ.

2. Установлено, что закономерности формирования гранулометрического состава в зоне регулируемого дробления при взрыве заряда ПВВ однозначно определяются установленными соотношениями с использованием нового параметра а, имеющего простой физический смысл -характеристики распределения дефектов строения пород, из которых формируются трещины разрушения под действием взрывного нагружения.

3. Отношение объемов F, и V2 с заданной степенью взрывного дробления пород радиусов г, и гг, формирующихся вблизи взорванного заряда с размерами кусков /, и 12 соответственно, равно отношению размеров этих кусков в степени 1/2а, а средние размеры кусков dcp l и dcp 2 в этих объемах пропорциональны /,тах и /2тал соответственно.

4. При взрыве удлиненных зарядов литого тротила плотностью рвв = 1,5-103 кг/м3 диаметром 150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,59 м, а объем разрушения будет 21,06 м3. Аналогичные оценки имеют место и при взрыве заряда литого тротила в других соляных породах.

5. При взрыве удлиненных зарядов аммонита 6ЖВ плотностью рвв = 1 • 103 кг/м3 диаметром 150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,36 м, а объем разрушения будет 17,42 м3.

рам ПВВ полностью рассчитывать радиусы и объемы с заданной степенью разрушения около взорванного заряда ПВВ.

7. «Методика расчета размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения соляных пород при подземной скважинной их добыче» принята ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» для расчета и развития подземного скважинного способа добычи калийно-магниевых солей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Крюков Г.М., Белин В.А., Стадник В.В., Жаворонко С.Н., Вавер П.А. Закономерности формирования грансостава при взрывном дроблении отдельных блоков твердых материалов // ГИАБ. - 2009. - № 8. - с.75

2. Дугарцыренов A.B., Крюков Г.М., Белин В.А., Вавер П.А. Обобщающие задачи Ламе и его приложение к вопросам взрывного разрушения горных пород // ГИАБ. -2009. -№ 11.-С.19-25

3. Дугарцыренов A.B., Крюков Г.М., Белии В.А., Вавер П.А. Оптимизация качества дробления при взрывании m¿cchbob горных пород // ГИАБ. - 2009. - № 12. - с.12-17

4. Крюков Г.М., Белин В.А., Жаворонко С.Н., Вавер П.А. Оценка параметров взрывного дробления горных пород на карьерах // Взрывное дело. Выпуск № 102/59. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН». 2009. С. 69-80.

5. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности формирования грансостава при взрывном дроблении монолитов кернов калийных солей. // Взрывное дело. Выпуск № 103/60. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН». 2010. С. 17-29.

6. Крюков Г.М., Вавер П.А. Особенности процессов разрушения горных пород при их дроблении взрывом зарядов ПВВ. // Взрывное дело. Выпуск № 104/61. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АП1». 2010. С. 31-35.

2. В других изданиях:

7. Вавер П.А. Оценка применения взрывных скважин разного диаметра // Сборник научных докладов научно-практической конференции. - «Научно-техническое творчество молодежи» - М.: 2009 С. 177-179.

8. Вавер П.А. Оценка объемов выхода негабарита на карьерах с учетом формирования разных структурно-деформационных участков на уступе // Материалы 6 Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». М.: ИПКОН РАН. 2009. С. 78 - 80.

9. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности формирования гранулометрического состава при взрывном дроблении горных пород. // Сб. «Современные ресурсоэнергосберегающие Технологии горного производства». № 1/2010/5. Кременчуг, 2010. С. 11 -19.

10. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности мелкодисперсного (до 1 мм) дробления и дезинтеграции породы при разрушении взрывом зарядов промышленных взрывчатых веществ. Материалы международного совещания «Плаксинские чтения-2010». Казань. 2010. С. 137-140.

11. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности формирования гарнулометрического состава в развале при дроблении горных пород взрывом удлиненных зарядов ПВВ. Конференционные материалы XIV Международного симпозиума Геотехника. Geotechnics. Гливец. 2010. С. 123-131.

12. Вавер П.А. Оценка поршневого воздействия ПД на процессы взрывного дробления пород. Материалы 7 Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». Москва. 2010. С. 109 - 113.

Подписано в печать 05.05.2011. Формат 60x90/16

Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № #60

ОИУП Московского государственного г. Москва, Ленинский пр., д. 6 горного университета

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Вавер, Полина Андреевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

1.1. Историческая справка о добыче и применении солей.

1.2. Общие характеристики минеральных солей.

1.3. Общие сведения о месторождениях калийных солей в мире и Верхнекамского месторождения.

1.4. Обзор существующих способов добычи соляных пород. 15'

1.5. Обзор методов подземного растворения солей.

1.6. Постановка научной задачи.

Выводы.

2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД.

2.1. Основные критерии эффективности дробления горных пород взрывом скважинными зарядами ПВВ.

2.2. Основные подходы к описанию разрушения горных пород взрывом зарядов ПВВ.

2.2.1. Энергетический подход к описанию взрывного разрушения горных пород.

2.2.2. Волновой подход к описанию взрывного разрушения горных пород.

2.3. Описание физических моделей разрушения горных пород взрывом зарядов ПВВ.

2.3.1. Модель Н.В. Родионова.

2.3.2. Теоретическое обоснование модели МГГУ.

2.4. Формирование среднего размера кусков в развале.

2.5. Особенности разрушения горных пород при взрывах удлиненных зарядов ПВВ на карьерах. 43 •

2.6. Постановка первой научной задачи.

Выводы.

3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПРИ ВЗРЫВАХ УДЛИНЕННЫХ ЗАРЯДОВ ПВВ.

3.1. Анализ известных исследований по формированию гранулометрического состава при взрывном дроблении пород.

3.2. Постановка научных задач.

3.3. Формирование гранулометрического состава в развале в соответствии с зонной моделью дробления пород по Кузнецову В.А. 53'

3.4. Новый подход к описанию формирования гранулометрического состава в зоне регулируемого дробления при взрыве удлиненного заряда ПВВ.

3.5. Основные феноменологические соотношения для параметров гранулометрического состава в развале.

Выводы.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ОБРАЗЦОВ

ГОРНЫХ ПОРОД.

Введение.

4.1. Методика проведения лабораторных исследований взрывного дробления образцов.

4.2. Методика обработки экспериментальных данных.

4.3. Результаты взрывного дробления в лабораторных условиях образцов из искусственных материалов.

4.3.1. Результаты взрывного дробления силикатных образцов.

4.3.2. Результаты первичного анализа взрывного дробления силикатных образцов.

4.3.3. Результаты статистической обработки опытных данных.

4.4. Результаты взрывного дробления соляных пород.

4.4.1. Параметры образцов и взрываемых зарядов.

4.4.2. Результаты взрывного дробления образцов кернов галитовых пород.

4.4.3. Анализ взрывного дробления образцов галита.

4.4.4. Анализ взрывного дробления калийно-магниевых соляных образцов.

4.5. Методика расчеты размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения горных пород при подземной скважинной добычи солей. 101

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование рационального гранулометрического состава взрываемых минеральных солей при скважинном способе их добычи"

Актуальность работы. Потребность сельского хозяйства в минеральных удобрениях с каждым годом растет. Одним из основных источников ка-лийно-магниевых удобрения являются минеральные соли. Эти минералы так же широко применяются и в других отраслях народного хозяйства, химической, нефтяной, металлургической и др.

Значительная часть добычи солей осуществляется подземным — шахтный способ при глубинах залегания сырья не более 500-600 метров. При глубинах же залегания пластов свыше 600 метров, шахтный способ добычи становится не рентабельным. Однако наиболее мощные слои минеральных солей залегают на глубинах свыше 700 метров. Поэтому ведутся непрерывные исследования по разработке способа добычи соли с глубин более 600 м. Одним из наиболее перспективных способ добычи минеральных солей с глубин 700 м и более является скважинный. Существенное значение при этом способе является рыхление соляных пород взрывом удлиненных зарядов. При этом эффективность этого способа существенно зависит от объемов дезинтеграции соляных пород на куски размером до 40-^60 мм взрывом зарядов промышленных взрывчатых веществ (ПВВ).

Вместе с тем, все известные способы расчета и прогноза интенсивности взрывного разрушения пород на куски размером до 60 мм в ближней к заряду зоне не позволяют надежно оценивать степень дробления минеральных солей в этой зоне. Для решения поставленной практической задачи необходимо установить обобщающие закономерности формирования гранулометрического состава формирующегося при взрыве удлиненных зарядов ПВВ.

Известные способы расчета гранулометрического состава при взрыве зарядов ПВВ основаны на применении разного вида вероятностных законов распределения кусков по длинам во взорванной горной массе. Применение этих методик обязательно требует проведения дополнительных опытно-промышленных исследований для корректировки соответствующих параметров вероятностных законов. Мало того они не основаны на физической сущности процесса взрывного разрушения пород, в том числе и известных процессов мелкодисперсного дробления, радиального трещинообразования и разрушения клиновидных секторов.

В последние годы на кафедре Взрывное дело под общим руководством д.т.н., профессора Белина В.А. была развита феноменологическая квазистатическо-волновая (ФКСВ) теория разрушения горных пород взрывом зарядов ПВВ. И в самое последнее время появился ряд работ выполненных д.т.н., профессором Крюковым Г.М. с учениками по оценке закономерностей формирования гранулометрического состава при взрывах зарядов ПВВ.

В этих работах оставались не выясненными целый ряд вопросов: зависимости объемов раздробленных пород около взорванных зарядов, с учетом заданной степени дезинтеграции соотношений для радиусов заданной степени разрушения пород в зависимости от размеров кусков и термодинамических параметров ПВВ и т.д.

Учитывая перспективность предложенной теории формирования гранулометрического состава пород в зоне регулируемого дробления (ФКСВ) в диссертации эти разработки были приняты за основу при этом была поставлена следующая актуальная научная задача: установление закономерностей формирования гранулометрического состава пород формирующегося вблизи взорванного удлиненного заряда ПВВ.

Идея работы состоит в использовании установленных закономерностей формирования гранулометрического состава, формирующегося в зоне регулируемого дробления взрывом удлиненного заряда ПВВ, для разработки 5 методики расчета рациональных параметров БВР, обеспечивающих формирование заданного объема взрывного дробления калийных солей на куски размером до 60 мм.

Научные положения, выносимые на защиту:

• При взрывном разрушении горных пород в ближней к заряду зоне формируются два основных процесса: интенсивного мелкодисперсного дробления, путем развития микротрещин размером до 2 мм и макроскопического, при котором размеры трещин имеют значения 2 мм и более. Для описания закономерностей этих процессов вводятся опорные точки: первая соответствует области с размером частиц до 1 мм, а вторая — области с размером частиц до 5 мм.

• Объемы фракций ¥х и У2 взрывного дробления пород, ограниченных радиусами гх и г2, формирующихся вблизи взорванного заряда с максимальным размером кусков 1Х и /2, соответственно равны отношению размеров этих кусков в степени 1/2а, а средний размер кусков породы йср1 в этих объемах дробления в (2а +1) раз меньше 1кск1 - максимального размера кусков породы в этих областях.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений и выводов подтверждаются

• применением известных положений феноменологической квазиста-тическо-волновой (ФКСВ) теории разрушения горных пород взрывом и теории трещин для теоретического описания закономерностей формирования гранулометрического состава разрушения горных пород при взрыве зарядов ПВВ;

• сходимостью результатов статистической обработки лабораторных экспериментальных исследований, в которых доверительный интервал не превышает 0,1 среднеквадратической ошибки при вероятности Р - 0,95, а коэффициент вариации основного безразмерного параметра £ (равного отношению относительной величины объема зоны разрушения к относительной величине максимального размера кусков в этом объеме) не превышает 0,09 при кратном разбросе опытных данных объемов фракций, формирующихся при взрывном дроблении пород;

• положительными результатами использования разработанных оценок степени взрывного дробления калийно-магниевых солей, принятых Федеральным государственным унитарным предприятием (ФГУП) «ЦНИИ-геолнеруд» для развития подземного скважинного способа добычи полезных ископаемых.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях «Неделя горняка» (г. Москва, МГГУ, 2009, 2011 гг.), на 6 и 7-й Международных научных школах молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (г. Москва, 2009 - 2010 гг.), международной конференции «Современные ресурсоэнергосберегающие технологии горного производства» (Украина, п. Курортное, 2010 г.), заседаниях кафедры «Взрывное дело» МГГУ (г. Москва, 2009, 2010 гг.). Значительная часть диссертационных исследований проводилась в рамках выполнения Договора № 387/09(288)-3 от 01.07.2009 г. на тему "Закономерности взрывного дробления монолитов кернов калийных солей части Остальной площади Верхне-Камского месторождения, примыкающей к Половодовскому и Ново-Соликамскому участкам".

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, в том числе 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Ми-нобрнауки России.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Вавер, Полина Андреевна

Выводы

Результаты взрывного дробления образцов соляных пород убедительно подтвердили разработанную теорию их взрывного разрушения с разбросом опытных данных не более чем ±10 %).

1. Хорошее согласование теоретических и экспериментальных данных свидетельствует о достоверности принятых предположений и следующих моделей деформирования и разрушения горных пород при взрыве заряда ПВВ:

- формирование НДС в породе по ФКСВ теории при взрыве в ней заряда ПВВ;

- формирование разных процессов разрушения пород под действием только статических напряжений;

- формирование гранулометрического состава кусков породы возрастающих по закону 1КСК - /( г \4ог г оп гоп у с удалением от оси заряда, как в зоне микроскопического, так и в зоне микроскопического разрушения образцов;

- соотношение между с1ср и в заданном объеме регулируемого дробления.

2. Установлено взаимно-однозначное соответствие процессов микроскопического и макроскопического процессов разрушения соляных пород при их взрывном нагружении, так что имеет место простая линейная зависимость между радиусами опорных точек в этих зонах. Причем отношение этих радиусов имеет значение порядка 1,35 с разбросом не более ±8% для 12 испытанных групп.

3. Разработана «Методика расчета размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения соляных пород при подземной скважинной их добычи», позволяющая по параметрам физико-технических свойств пород и термодинамическим параметрам ПВВ полностью рассчитывать радиусы и объемы с заданной степенью разрушения около взорванного заряда ПВВ.

4. При взрыве удлиненных заряда литого тротила диаметром 150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,59 м, а соответствующий объем равен 21,06 м3.

5. При взрыве удлиненных заряда аммонита 6ЖВ диаметром 150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,36 м, а соответствующий объем - 17,42 м3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой содержится решенная задача по установлению закономерностей формирования гранулометрического состава пород, формирующихся вблизи взорванного удлиненного заряда ПВВ, позволяющая надежно прогнозировать параметры заданной степени дробления пород при промышленном ведении взрывных работ, что имеет существенное значение для теории и практики взрывного дробления горных пород.

По результатам выполненных исследований лично автором получены следующие основные выводы:

1. Завершено развитие новой теории формирования гранулометрического состава (ФГСВ), образующегося около взорванного заряда ПВВ в зоне регулируемого дробления пород. При этом установлено, что вблизи заряда формируются зоны микроскопического разрушения пород, соответствующего развитию трещин длиной до 2 мм в породах (включая и их зерна), и макроскопического с размерами частиц более 2 мм путем развития соответствующих трещин в породе как таковой. Причем оба процесса хорошо описываются разработанной теорией ФГСВ.

2. Установлено, что закономерности формирования гранулометрического состава в зоне регулируемого дробления при взрыве заряда ПВВ однозначно определяются установленными соотношениями с использованием нового параметра а, имеющего простой физический смысл - характеристики распределения дефектов строения пород, из которых формируются трещины разрушения под действием взрывного нагружения.

3. Отношение объемов ¥х и У2 с заданной степенью взрывного дробления пород радиусов гх и г2, формирующихся вблизи взорванного заряда с размерами кусков 1Х и /2 соответственно, равно отношению размеров этих кусков в степени М2а, а средние размеры кусков с1ср { и йср1 в этих объемах пропорциональны /1шах и /™хх соответственно.

4. При взрыве удлиненных зарядов литого тротила плотностью л ? рш = 1,5-10 кг/м и диаметром йзр =150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,59 м, а объем разрушения будет 21,06 м . Аналогичные оценки имеют место и при взрыве заряда литого тротила в других соляных породах.

5. При взрыве удлиненных зарядов аммонита 6ЖВ плотностью рвв= 1 -10 кг/м и диаметром с1зр =150 мм в пласте каменной соли радиус зоны разрушения на куски размером до 60 мм будет составлять 2,36 м, а объо ем разрушения будет 17,42 м .

6. Разработана «Методика расчета размеров зон с заданной степенью взрывного разрушения соляных пород при подземной скважинной их добыче», позволяющая по параметрам физико-технических свойств пород и термодинамическим параметрам ПВВ полностью рассчитывать радиусы и объемы с заданной степенью разрушения около взорванного заряда ПВВ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Вавер, Полина Андреевна, Москва

1. Горная энциклопедия в 5 т. М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1989. Т.4., 623 с.

2. Ковальский Ф.И. Соль жизни, М.: Недра. 1983. 60 с.

3. Горная энциклопедия в 5 т., М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1989.-Т.2., 575 с.

4. Горная энциклопедия в 5 т. М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1989. Т. 1., 560 с.

5. Справочник по разработке соляных месторождений/ P.C. Пермяков и др.. М.: Недра. 1977. 287 с.

6. Минерально-сырьевые ресурсы Пермского края. Энциклопедия. Пермь: «Книжная площадь». 2006. 243 с.

7. Кудряшов А.И. Верхнекамское месторождение солей/ Горный институт УрО РАН Пермь.: Соликамская типография, 2001 - 249 с.

8. Проскуряков Н.М., Пермяков P.C., Черников А.К. Физико-механические свойства соляных пород. Д.: Недра. 1973. 272 с.

9. Дудко П.М. Системы выщелачивания залежей каменной соли, Тр. ВНИИГ. Вып. 53. Л.: Недра. 1967 г. 189 с.

10. Патент РФ № 2078212, МПК 6 Е 21 С 45/00, Б.И. № 12, 1997 г.

11. Патент РФ № 2109949 МПК 6 Е 21 С 45/00, Б.И. № 12, 1998 г.

12. Авторское свидетельство СССР № 720142, МПК Е 21 В 43/28, Б.И. № 9, 1980 г.

13. Патент РФ № 2186208 «Способ скважинной добычи минеральных солей» от 27.07.2002 г.

14. Патент РФ № 2111359 «Устройство для скважинной гидродобычи полезных ископаемых» от 20.05.1998 г.

15. Арене В.Ж., Белов В.Н., Зыков В.А. Разработка месторождений каменной и калийной солей методом подземного выщелачивания. М.: МГИ. 1969.

16. Пермяков P.C., Бельри P.C., Романов М. Технология добычи солей М.: Недра. 1981.

17. Арене В.Ж. Физико-химическая геотехнология. М.: МГГУ. 2001.656 с.

18. Михалюк А.В, Храмов И.А., Лыскж H.A. Формирование призабой-ных зон скважин взрывом. Киев: Техника. 1986. 144 с.

19. Александров В.Н., Садыков И.Ф., Базотов В .Я., Вишняков А.К., Бе-гашев Д.В. Взрывная технология активации соляных пород для их скважин-ной гидродобычи // В сб. "Взрывное дело" № 101/58, -М.: МВК по взрывному делу при АГН. 2009. С. 80-91.

20. Здановский А.Б. Галургия. Л.: Химия. 1972. 528 с.

21. Проскуряков Н.М., Пермяков P.C., Черников А.К. Физико-механические свойства соляных пород. Л.: «Недра». 1973. 272 с.

22. Барях A.A., Константинова С.А., Асанов В.А. Деформирование соляных пород. Екатеринбург: УрО РАН. 1996.

23. Патент РФ № 2386813 «Способ скважинной гидродобычи твердых полезных ископаемых» от 15.09.2008 г.

24. Кузнецов В.А. Аналитическая оценка зон нарушения массива горных пород при взрывных работах // Сб. «Взрывное дело» № 82/39. М.: Недра. 1980. С. 209-216.

25. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Теоретическая оценка степени взрывного дробления горных пород на карьерах при разных способах инициирования зарядов. Отдельные статьи ГИАБ. 2003. № 8. М.: МГГУ. 2003. 26 с.

26. Давыдов С.А. О действии взрыва в среде // Труды ВНИИНеруд. М.: Стройиздат. 1955.

27. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Взрывные технологии в промышленности. 4.IL Учебник для вузов. Изд. 3-е перераб. и доп. -М.: МГГУ. 1994. 448 с.

28. Миндели Э.О. Разрушение горных пород. М.: Недра. 1975. 600 с.

29. Покровский Г.И. Взрыв. М.: Недра. 1980. 190 с.

30. Авдеев Ф.А и др. Нормативный справочник по буровзрывным работам. М.: Недра. 1975. 431 с.

31. Беляев А.Ф., Садовский М.А. О природе фугасного и бризантного действия взрыва/В сб. "Физика взрыва". М.: АН СССР. 1952. Ч. 1. С. 3-20.

32. Боресков М.М. Опыт руководства по минновзрывному искусству. -М.: Инженерный журнал. 1871. №10. вып. VI. С.7-25.

33. Демидюк Г.П. Взрывные работы. М.-Л.: ОНТИ. 1937. 256 с.

34. Мачинский М.В. Опыт построения теории раздробления горных пород взрывом. ФТФ. Т. III. Вып. 2-3. 1933.

35. Мельников Н.В. Использование энергии взрыва и кусковатость пород при взрывных работах // Горный журнал. №5-6. 1940.

36. Назаров П.П. Основы расчета некоторых элементов взрывания колонковыми скважинами //Сб. Взрывное дело. 26-27. M.-JL: ГОНТИ. 1936.

37. Рубцов В.К. Исследование дробимости горных пород взрывами на карьерах // Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. М.: МГИ. 1971. 412 с.

38. Садовский М.А. Сейсмический эффект взрывов. М.: Гостоптехиз-дат. 1939.

39. Садовский М.А. Простейшие приемы определения сейсмической опасности массовых взрывов. АН СССР. M.-JL 1946. 204 с.

40. Суханов А.Ф. Буримость и взрываемость горных пород. М.: Гос-топиздат. 1940. 176 с.

41. Трубецкой К.Н., Мильгунов В.Г. Влияние кусковатости взорванной горной массы на технико-экономические показатели работы погрузчиков // Горный журнал. 1975. №11. С. 22-24.

42. Афонин В.Г., Гейман JI.M., Комир В.М. Справочное руководство по взрывным работам в строительстве. Киев: Буд1вельник. 1974. 382 с.

43. Носков В.Ф., Комащенко В.И., Жабин Н.И. Буровзрывные работы на открытых и подземных работах. Учебник. М.: Недра. 1982. 320 с.

44. Эстеров Я.Х., Бродов Е.И., Иванов М.И. Буровзрывные работы на транспортном строительстве. Учебник для техникумов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Транспорт. 1983. 328 с.

45. Технические правила ведения взрывных работ в энергетическом строительстве. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: АО "Институт Гидропроект", 1997. 232 с.

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

47. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: МГИ. 1992. 516 с.

48. Мангуш С.К., Фисун А.П. Справочник по буровзрывным работам на подземных горных разработках. Ростов-на-Дону.: ЗАО «Книга». 2003.

49. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом промышленных ВВ. Отдельные статьи ГИАБ, 2003, №11. М.: МГГУ. 67 с.

50. Ханукаев А.Н., Баранов Е.Г., Мосинец В.Н. Экспериментальные исследования процесса разрушения пород взрывом. Фрунзе. АН КССР. 1961. 134 с.

51. Миронов П.С. Зависимость скорости смещения массива при взрывах в грунтах и расчет радиус разрушения // Сб. "Исследования энергии взрыва на объектах ирригационного и мелиоративного строительства в грунтах. Киев. Наукова Думка. 1976. с. 130-134.

52. Покровский Г.И., Черниговский A.A. Расчет зарядов при массовых взрывах на выброс. М.: Госгортехнадзор. 1963. 88 с.

53. Чмыхалов B.C. Исследование действия взрыва на ледопородное ограждение и замораживающие колонки с целью расширения области применения БВР при проходке стволов // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М.: МГГУ. 1977.

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

55. Seiberg H.L. Transient Compression Wave from Spherical and Cylindrical Cavities, Arkiv f, Physic, 5 (1952), P. 97-108.

56. Родионов B.H., Адушкин B.B., Костюченко B.H. и др. Механический эффект Подземного взрыва. М.: Недра. 1971. 224 с.

57. Глазков Ю.В., Крюков Г.М., Жаворонко С.Н. Теоретические оценки по ФКСВ теории процессов разрушения горных пород камуфлетным взрывом удлиненных зарядов. Записки горного института. С-Пб.: 2007. Т. 171. С. 91 101.

58. Гриб A.A. // ПММ. № 8. 1944.

59. Фадленков H.H. Об аналитическом описании грансостава взорванной горной породы с учетом предварительной трещиноватости. ФТПРПИ. №2. 1975. С. 61-63.

60. Кузнецов В.М. Математические модели взрывного дела. Новосибирск: Наука. 1977. 262 с.

61. Хохлов C.B. Методика прогнозирования гранулометрического состава при буровзрывной отбойке гранита на щебень // Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. С-Пб. ГТИ. 2000.

62. Галиммулин А.Т., Благодаренко Ю.А., Карпинский A.B. и др. О характере изменения степени дробления пород с удалением от заряда // Изв. вузов. Горный журнал. 1970. №7.

63. Ефремов Э.И., Мячина Н.И., Родак С.Н. Исследования разрушения трещиноватости сред взрывом // Взрывное дело. Сб. №86/43. М.: Недра. 1984.

64. Поплавский В.А. Кусковатость блочной среды в зоне дробления заряда взрывчатого вещества // ФТПРПИ. №1. 1998. С. 78-88.

65. Цветков В.М., Сизов И.А., Лившиц Л.Д., Лукашов Г.Г. Разрушение и гранулометрический состав осколков при взрыве в хрупкой среде // Взрывное дело. Сб. №89/46. М.: Недра. 1986.

66. Спивак A.A. Модель динамического разрушения твердой среды с распределенными дефектами // Взрывное дело. С. №90/47. М.: Недра. 1990.

67. Азаркович А.Е. и др. Дробление скальных массивов взрывами в практике гидротехнического строительства. М.: Энергоиздат. 1993. 144 с.

68. Крюков Г.М. Модель взрывного рыхления пород на карьерах. Выход негабарита. Средний размер кусков в развале. М.: МГГУ. Отдельные статьи ГИАБ. 2005. №2. 30 с.

69. 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.: МГГУ. 1999, 159 с.

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

71. Вартанов В.Г. Обоснование параметров буровзрывных работ при проведении параллельных выработок неглубокого заложения // Дисс. на со-иск. уч. степ. канд. техн. наук. М.: МГГУ. 2007, 253 с.

72. Жаворонко С.Н., Стадник В.В. Лабораторные исследования взрывного дробления искусственных блоков при разных удельных расходах // ГИ-АБ, Отдельный выпуск, "Взрывное дело" под ред. Белина В.А. 2007. №ОВ7. С. 167-179.

73. Крюков Г.М., Дрозд И.И., Никандров В.И. Обобщающие взаимосвязи для дробления и трещинообразования горных пород взрывом. М.: МГГУ. Горный Информационно-аналитический бюллетень №2. 2000. С. 2730.

74. Крюков Г.М., Стадник В.В. Закономерности разрушения трещиноватых сред при взрывах зарядов промышленных ВВ // В сб. "Физические проблемы взрывного разрушения горных пород". Новосибирск. Наука. 2003. С. 42-46.

75. Глазков Ю.В. Экспериментальные исследования деформирования свинцовых образцов взрывом удлиненных зарядов разных конструкций. Взрывное дело. Сб. научных трудов. П.78. Отдельный выпуск ГИАБ. 2007. №ОВ5. 432 с. М. Изд. "Мир горной книги". С. 183-192.

76. Крюков Г.М. Физика разрушения горных пород при бурении и взрывании. Учебник для вузов. T.I. М.: Горная книга. 2006. 330 с.

77. Барях A.A., Асанов В.А., Паньков И.Л. Физико-механические свойства соляных пород Верхнекамского калийного месторождения: учеб.пособие. Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та. 2008. 199 с.

78. Дугарцыренов A.B., Крюков Г.М., Белин В.А., Вавер П.А. Обобщающие задачи Ламе и его приложение к вопросам взрывного разрушения горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 11. М.: Издательство «Горная книга». МГГУ. С. 19-25.

79. Дугарцыренов A.B., Крюков Г.М., Белин В.А., Вавер П.А. Оптимизация качества дробления при взрывании массивов горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 12. М.: Издательство «Горная книга». МГГУ. С. 12-17.

80. Вавер П.А. Оценка применения взрывных скважин разного диаметра. // Сборник научных докладов научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи». М. 2009. С. 177-179.

81. Крюков Г.М., Белин В.А., Жаворонко С.Н., Вавер П.А. Оценка параметров взрывного дробления горных пород на карьерах. // Сб. Взрывное дело. Выпуск № 102/59. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН». 2009. С. 69-80.

82. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности формирования гранулометрического состава при взрывном дроблении горных пород. // Сб. «Современные ресурсоэнергосберегающие технологии горного производства». № 1/2010/5. Кременчуг, 2010. С. 11 19.

83. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности мелкодисперсного (до 1 мм) дробления и дезинтеграции породы при разрушении взрывом зарядовпромышленных взрывчатых веществ. Материалы международного совещания «Плаксинские чтения 2010». Казань. 2010. С. 137—140.

84. Крюков Г.М., Вавер П.А. Закономерности формирования грансостава при взрывном дроблении монолитов кернов калийных солей. // Сб. Взрывное дело. Выпуск № 103/60. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН». 2010. С. 17-29.

85. Вавер П.А. Оценка поршневого воздействия ПД на процессы взрывного дробления пород. Материалы 7 Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». Москва. 2010. С. 109 113.

86. Крюков Г.М., Вавер П.А. Особенности процессов разрушения горных пород при их дроблении взрывом зарядов ПВВ. // Сб. Взрывное дело. Выпуск № 104/61. М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН». 2010. С. 3135.

Информация о работе

Вавер, Полина Андреевна
кандидата технических наук
Москва, 2011
ВАК 25.00.20

Диссертация

Обоснование рационального гранулометрического состава взрываемых минеральных солей при скважинном способе их добычи - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы