Определение оптимальных параметров технологических процессов при взрывании скважинных зарядов с воздушными промежутками

Горные предприятия по добыче полезных ископаемых буровзрывным способом являются объектами повышенной опасности из-за сопутствующих вредных для человека и окружающей среды явлений. К ним относят выделение вредных газов, выделение пыли, воздействие ударных и сейсмических волн, а также тепловое воздействие на массив. Уменьшение удельного расхода ВВ позволяет снизить негативное влияние взрывных работ. Наиболее возможным является путь усложнения конструкции заряда разделением на части с оставлением воздушных промежутков. При использовании зарядов с воздушными промежутками размер среднего куска тем меньше, чем труднее взрывается порода. Приводится обоснование места заложения воздушного промежутка, его параметров и расчет временных интервалов взаимодействия отдельных частей заряда. Выбор места расположения воздушного промежутка определяется на основе сравнения горно-геологических условий месторождения и результатов расчета кусковатости горной массы. При этом подлежат сравнению средний показатель кусковатости в зоне нижней половины заряда с каждой последующей ступенью уступа. Если месторождение имеет сложное строение, то в первую очередь сравнивают средние размеры куска по слабым и крепким слоям пород. Расчеты базируются на основе исследований волновых процессов в массиве, а также геомеханических явлений при разрушении массива горных пород.

Оверченко М. Н., Толстунов С. А., Мозер С. П., Белин В. А. Определение оптимальных параметров технологических процессов при взрывании скважинных зарядов с воздушными промежутками // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 4. – С. 87–99. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_4_0_87.

Оверченко Михаил Николаевич — канд. техн. наук, ген. директор АО «ОРИКА» Уральская горно-металлургическая компания (УГМК), e-mail: michael.overchenko@orica-ummc.ru,
Толстунов Сергей Андреевич —канд. техн. наук, доцент, руководитель отделения Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ), e-mail: tsaa09@mail.ru,
Мозер Сергей Петрович —канд. техн. наук, доцент, директор по внедрению новых технологий АО «Орика СиАйЭс», e-mail: sergey.mozer@orica.com,
Белин Владимир Арнольдович — д-р техн. наук, профессор, ГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: bvamggu@mail.ru.

Белин В.А., e-mail: bvamggu@mail.ru.

1. Рогалев В. А. Нормализация атмосферы горнорудных предприятий. — М.: Недра, 1993. — 239 с.

2. Марченко Л. Н., Кудряшов В. С. Методические указания по применению скважинных зарядов. рассредоточенных воздушными промежутками, на открытых горных работах / Взрывные работы в современных условиях. — М.: Госгортехиздат, 1963. — 441 с.

3. Парамонов Г. П., Толстунов С. А., Ковалевский В. Н. Регулирование параметров развала горной массы при отработке пластов многолетнемерзлых пород на основе изменения конструкции заряда // Взрывное дело. — 2010. — № 103-60. — С. 133—140.

4. Лещинский А. В., Шевкун Е. Б. Рассредоточение скважинных зарядов. — Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2009. — 154 с.

5. Kabwe E. Improving collar zone fragmentation by top air-deck blasting technique // Geotechnical and Geological Engineering. 2017, vol. 35, no. 1, pp. 157–167. DOI: 10.1007/s10706016-0094-7.

6. Liu L., Katsabanis P. D. Numerical modelling of the effects of air decking/decoupling in production and controlled blasting / Proceeding 5th International Conference on Rock Fragmentation by Blasting. Rotterdam, 1996, pp. 319–330.

7. Melnikov N. V., Marchenko L. N. Effective methods of application of explosion energy in mining and construction / The 12th US symposium on rock mechanics (USRMS). American Rock Mechanics Association, 1970.

8. Hayat M. B., Alagha L., Ali D. Air decks in surface blasting operations // Journal of Mining Science. 2019, vol. 55, no. 6, pp. 69-78. DOI: 10.1134/S1062739119066307.

9. Saqib S., Tariq S. M., Ali Z. Improving rock fragmentation using airdeck blasting technique // Pakistan Journal of Engineering and Applied Sciences. 2015, vol. 17, no. 1, pp. 46–52.

10. Khaqan Baluch, Jung-Kyu Kim, Seung-Jun Kim, Jin Guochen, Seung-Won Jung, HyungSik Yang, Nam-Soo Kim, Jong-Gwan Kim Numerical study on the effects of air decking in half charge blasting using AUTODYN // Explosives & Blasting. Journal of Korean Society of Explosives & Blasting Engineering. 2018, vol. 36, no. 4, pp. 1—8.

11. Kabwe E. Influence of air gap volume on achieving steady-state velocity of detonation // Mining, Metallurgy & Exploration. 2019, vol. 36, no. 20, pp. 1179–1189. DOI: 10.1007/s42461019-0095-1.

12. Pijush Pal Roy Emerging trends in drilling and blasting technology: concerns and commitments // Arabian Journal of Geosciences. 2021, vol. 14, article 652. DOI: 10.1007/s12517021-06949-z.

13. Kabwe E., Banda W. Stemming zone fragmentation analysis of optimized blasting with top-column air decks // CIM Journal. 2018, vol. 9, no. 1. DOI: 10.15834/cimj.2018.1.

14. Тангаев И. А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых. — М.: Недра, 1986. — 231 с.

15. Падуков В. А., Макарьев В. П. Прогнозирование кусковатости горной массы при взрывных работах / Физические процессы горного производства. Вып. 2. — Л.: Изд-во ЛГИ, 1975. — С. 63—68.

16. Ханукаев А. Н. Энергия волн напряжений при разрушении горных пород взрывом. — М.: Госгортехиздат, 1962. — 200 с.

17. Ханукаев А. Н. О влиянии радиальных зазоров и воздушных промежутков на параметры волны напряжений и процесс разрушения // Взрывное дело. — 1964. — № 54-11. — С. 35—47.

18. Оверченко М. Н., Толстунов С. А., Мозер С. П. Влияние горно-геологических условий и техногенных факторов на устойчивость взрывных скважин при открытой разработке апатит-нефелиновых руд // Записки Горного института. — 2018. — Т. 231. — С. 239—244. DOI: 10.25515/PMI.2018.3.239.

19. Оверченко М. Н., Мозер С. П., Толстунов С. А., Белин В. А. Влияние осевого воздушного канала в скважинных зарядах эмульсионных взрывчатых веществ на эффективность действия взрыва // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 1. — С. 61–70. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-1-0-61-70.

20. Оверченко М. Н., Мозер С. П., Толстунов С. А., Белин В. А. Расчет элементов управления энергией взрыва эмульсионных взрывчатых веществ с применением программируемых устройств для их инициирования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 2. — С. 92–100. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-2-0-92-100.

21. Кондратьев С. А., Мартынушкин Е. А., Баженов В. Е. Опыт применения электронных детонаторов ЭДЭЗ-С в условиях ООО «Ресурс» и ООО «Инвест-Углесбыт» // Взрывное дело. — 2020. — № 129-86. — С. 105—115.

22. Кондратьев С. А., Сысоев А. А., Катанов И. Б. Влияние рассредоточения зарядов на интенсивность сейсмического воздействия при использовании неэлектрических систем инициирования на карьерах // Взрывное дело. — 2020. — № 127-84. — С. 6—17.