Экспериментальное исследование дробления горной породы единичным ударом

Исследовано влияние удельной энергии удара на гранулометрический состав разрушенных кусков. Показано, что экспериментально полученные интегральные кривые гранулометрического состава могут быть хорошо описаны степенными распределениями. Представлены результаты исследования в виде графиков изменения параметров распределения в зависимости от удельной энергии удара. Установлено, что при увеличении удельной энергии удара происходит разрушение исходного куска на некоторое количество фрагментов и степень дробления возрастает. Однако рост степени дробления не является линейным, как это должно следовать из закона дробления П. Риттингера, а замедляется с увеличением удельной энергии удара. Это связано с увеличением необратимых потерь энергии, т.е. диссипацией энергии с ростом скорости нагружения. Отмечается возможная периодичность при разрушении горных пород по циклу «нарастание дефектов — раскрытие дефектов» на различных масштабных уровнях. Таким образом, высокие значения удельных расходов энергии не всегда являются рациональными и приводят к значительным потерям энергии, к снижению КПД дробления. С помощью лабораторных исследований по разрушению кусков породы ударом на копре, можно определять оптимальный удельный расход энергии, обеспечивающий заданный гранулометрический состав продуктов дробления.

Симонов П. С. Экспериментальное исследование дробления горной породы единичным ударом // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 1. – С. 71–79. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-71-79.

Симонов Павел Семенович — канд. техн. наук, доцент,
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова,
e-mail: p.simonov@magtu.ru.

Симонов Павел Семенович,
e-mail: p.simonov@magtu.ru.

1. Segarra P., Sanchidrian J. A., Navarro J. et al. The fragmentation energy-fan model in quarry blasts // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2018, Vol. 51, pp. 2175—2190. DOI 10.1007/s00603-018-1470-9.
2. Sanchidrian J. A., Ouchterlony F. A distribution-free description of fragmentation by blasting based on dimensional analysis // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2017, Vol. 50, pp. 781—806. DOI 10.1007/s00603-016-1131-9.
3. Ouchterlony F., Sanchidrián J. A., Moser P. Rock percentile fragment size predictions for blasted rock and the fragmentation–energy fan // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2017, Vol. 50, pp. 751—779. DOI 10.1007/s00603-016-1094-x.
4. Захаров Е. В., Курилко А. С. Локальный минимум энергоемкости разрушения скальных пород в диапазоне отрицательных температур // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — № 2. — С. 94—98.
5. Опарин В. Н., Тимонин В. В., Карпов В. Н. Количественная оценка эффективности процесса разрушения горных пород при ударно-вращательном бурении скважин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 6. — С. 60—74.
6. Опарин В. Н., Тимонин В. В., Карпов В. Н., Смоляницкий Б. Н. О применении энергетического критерия объемного разрушения горных пород при совершенствовании технологии ударно-вращательного бурения скважин // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2017. — № 6. — С. 81—104.
7. Симонов П. С. Особенности определения размера среднего куска и выхода негабарита при взрывных работах на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 4. — С. 320—327.
8. Парамонов Г. П., Виноградов Ю. И., Каменский А. А. Распределение продуктов разрушения гранитных массивов // Записки Горного института. — 2011. — Т. 189. — С. 146—150.
9. Анисимов В. Н., Белин В. А. Дугарцыренов А. В. Пылеобразование и пылегазоподавление при крупномасштабных массовых взрывах на карьерах // Горный журнал. — 2007. — № 12. — С. 101—103.
10. Ковалевский В. Н., Парамонов Г. П., Господариков А. П., Магомедов Т. М., Мазур А. С., Ларичев А. Ю. К вопросу оценки пылегазообразования при производстве массовых взрывов на карьерах // Взрывное дело. — 2010. — № 104/61. — С. 272—281.
11. Ревнивцев В. И., Гапонов Г. В., Зарогатский Л. П. и др. Селективное разрушение минералов / Под ред. В.И. Ревнивцева. — М.: Недра, 1988. — 286 с.
12. Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. — Л.: Химия, 1987. — 264 с.
13. Subba Rao D. V. Minerals and coal process calculations. London: CRC Press/Balkema, Taylor & Francis Group, 2016. 332 p.
14. Викторов С. Д., Кочанов А. Н. Экспериментальное изучение закономерностей образования субмикронных частиц при разрушении горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2016. — № 5. — С. 76—83.
15. Викторов С. Д., Одинцев В. Н., Кочанов А. Н., Осокин А. А. Генерация микро- и наночастиц при деформировании и разрушении горных пород // Взрывное дело. — 2010. — № 104/61. — С. 63—73.
16. Викторов С. Д., Кочанов А. Н. Экспериментальные исследования микроструктурны изменений образцов горных пород при интенсивном взрывном нагружении // Взрывное дело. — 2009. — № 101/58. — С. 38—42.
17. Ишейский В. А., Якубовский М. М. Определение коэффициента снижения прочности кусков горной массы в развале по удалению от центра заряда // Горный журнал. — 2016. — №12. — С. 55—59. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.12.
18. Опарин В. Н., Танайно А. С. Представление размеров естественных отдельностей горных пород в канонической шкале. Классификации // Физико-технические проблемы разра- ботки полезных ископаемых. — 2009. — № 6. — С. 40—53.