Влияние взрыва скважинного заряда с радиальным зазором на качество разрушения алмазоносной руды

современный подход к эффективности производства алмазодобывающих предприятий все больше ориентирован на качество добываемой товарной продукции ввиду высокой стоимости кристаллов и необратимости их повреждаемости. При этом техногенная повреждаемость алмазной продукции зависит от многих факторов производства. Учитывая высокую динамику процесса взрыва с одной стороны и повышенную хрупкость кристаллов алмаза с другой, вполне уместно предположить, что при попадании в определённую область взрывного разрушения в массиве горных пород кристаллы алмазов могут повреждаться. Повысить сохранность добываемых алмазов возможно за счет использования колонковых зарядов взрывчатого вещества с радиальным зазором, применение которых позволит управлять напряженным состоянием массива, обеспечивая сокращение размера зон повышенного риска повреждений кристаллов с сохранением общего объёма разрушения вмещающей породы. Целью исследования явилась разработка кристаллосберегающей технологии с использованием скважинных зарядов с радиальным зазором. В статье рассматривается влияние взрывов скважинных зарядов на качество разрушения массива горных пород и сохранность содержащихся в нём кристаллов, рассматриваются существующие способы по сохранению алмазного сырья, предлагается кристаллосберегающая технология при ведении БВР, а также приведены результаты промышленной апробации предлагаемой технологии, с применением разработанного специального устройства для формирования заряда с радиальным зазором.

Зырянов И. В., Бондаренко И. Ф., Ковалевич С. В., Ким С. И. Влияние взрыва скважинного заряда с радиальным зазором на качество разрушения алмазоносной руды // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 5—2. — С. 58—71. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_52_0_58.

Зырянов Игорь Владимирович — докт. техн. наук, заместитель директора по научной работе института «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО), e-mail: ZyrianovIV@ alrosa.ru, заведующий кафедрой горного и нефтегазового дела Мирнинского политехнического института (филиала) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, ORCID 0000-0003-4346-6671;
Бондаренко Иван Федорович — канд. техн. наук, ученный секретарь института «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО) 678175, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), ул. Ленина, 39, e-mail: BondarenkoIF@alrosa.ru, ORCID 0000-0002-9414-2661;
Ковалевич Сергей Васильевич — канд. техн. наук, заведующий сектором разрушения горных пород института «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО) 678175, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), ул. Ленина, 39, e-mail: KovalevichSV@alrosa. ru, ORCID 0000-0003-1087-0395;
Ким Сергей Игоревич — научный сотрудник Института «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО) 678175, г. Мирный, Республика Саха (Якутия), ул. Ленина, 39, e-mail: KimSI@alrosa.ru, ORCID 0000-0003-3849-0298.

Ким С. И., e-mail: KimSI@alrosa.ru

1. Секисов А. Г., Чебан А. Ю. Кристаллосберегающая технология открытой разработки сложноструктурных кимберлитовых месторождений // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. 2021. Т.19. №2. С. 5—13. https://doi.org/10.18503/1995—2732—2021—19—2—5—13

2. Чаадаев А. С., Зырянов И. В., Бондаренко И. Ф. Состояние и перспективы развития горнообогатительных технологий на алмазодобывающих предприятиях АК «АЛРОСА» (ПАО) // Горная промышленность. 2017. № 2. С. 6—13.

3. Козеев А. А., Ведин А. Т. Теоретические и практические предпосылки создания кристаллосберегающей технологии добычи алмазов // Ресурсосберегающие технологии при открытой отработке полезных ископаемых Севера. — Якутск. Якутский научный центр СО АН СССР. — 1990. — С. 8—10.

4. Li-Yun Yang, Chen-Xi Ding. Fracture mechanism due to blast-imposed loadin g under high static stress conditions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 107.pp. 150—158. DOI:10.1016/j.ijrmms.2018.04.039

5. Ping Zhang, Ering Nordlund, Graham Swan, Changping Yi. Velocity Amplification of Seismic Waves Through Parallel Fractures Near a Free Surface in Fractured Rock: A Theoretical Study // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019. Vol. 52. Iss. 1. P. 199— 213. DOI:10.1007/s00603—018—1589—8

6. Лексовский A. M., Кривошеев С. И., Боровиков В. А. Выявление post factum развития фронта повреждений при откольном разрушении гранита // Сб. «XIV Петербургские чтения по проблемам прочности», 2003.

7. Боровиков В. А., Лексовский А. М., Калитин В. Т. Новые аспекты повышения сохранности алмазов при добыче кимберлитов // Горный журнал, 2006. №6. С. 77—81.

8. Боровиков В. А., Лексовский А. М. Особенности амплитудно-временных характеристик волны при взрыве гранулита малой плотности // В сб.: Физические проблемы разрушения горных пород. — М.: Изд-во ИПКОН РАН, 2005.

9. Боровиков В. А., Рыскунов А. А., Сластенко В. С. Параметры волны напряжений при взрыве малоплотных ВВ // Сб. Взрывное дело. — 1999. — № 92/94. — С. 42—46.

10. Бондаренко И. Ф., Жариков С. Н., Зырянов И. В., Шеменев В. Г. Буровзрывные работы на кимберлитовых карьерах Якутии // — Издательство АМБ, Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 2017. — С. 122—128.

11. Бондаренко И. Ф., Никитин Р. Я., Хон В. И., Ковалевич С. В. К вопросу управления энергией взрыва // Недропользование XXI век. — 2018. — № 2 (71). — С. 62—69.

12. Воробьева Л. Д, Проценко В. Е. Влияние величины радиального зазора и материала-заполнителя на динамическое нагружение среды при взрыве // Вестник КДПУ имени Михаила Остроградского. Выпуск 6/2008 (53). Часть — С. 111—113.

13. Еременко Г. И, Мартынюк М. В. Разработка и применение конструкций скважинных  зарядов  ВВ  с  радиальным  зазором  при  разрушении  горных  пород в карьере, 2012 г.[Электронный ресурс] (http://webcache.googleusercontent.com/ search?q=cache:bIeQ_0IespcJ:www.irbisnbuv.gov.ua/cgibin/irbis_nbuv/cgiirbis_64. exe%3FC21COM%3D2%26I21DBN%3DUJRN%26P21DBN%3DUJRN%26IM AGE_FILE_DOWNLOAD%3D1%26Image_file_name%3DPDF/girvi_2012_95_59. pdf+&cd=1&hl=ru&ct=clnk&gl=ru)

14. Никитин Р. Я. Оценка результатов массовых взрывов при районировании карьерного поля по взрываемости // Проблемы и перспективы комплексного освоения месторождений полезных ископаемых криолитозоны. — Якутск. Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, 2005. С. 142—148.

15. Макарский И. В., Тарасова Л. Г., Никитин Д. Н. Инструментальный метод контроля сохранности алмазной продукции // Проблемы и перспективы эффективной переработки минерального сырья в 21 веке (Плаксинские чтения — 2019): Материалы Международного совещания. Иркутск, 9—14 сентября 2019. — Иркутск, ООО «Репроцентр А1», 2019. — С. 69—72.

16. Влияние типа взрывчатого вещества на повреждаемость кристаллосырья / Бондаренко И. Ф., Круцкий А. А. //Теория и практика совершенствования технологии взрывных работ: Сб. научн. Трудов. — Киев: Науковадумка, 1990. — С. 115—118.

17. Бондаренко И. Ф. Сравнительная оценка способов разрушения алмазосодержащих кимбирлитов // Горный журнал. — 1995. — №6. — С. 25—27.

18. Blair D. P. Dynamic response  of  mine  pit  walls  //  International  Journal  of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 106. P. 14—19. DOI:10.1016/j. ijrmms.2018.04.002

19. Bozorgzadeh N., Escobar M. D., Harrison J. P. Comprehensive statistical analysis of intact rock strength for reliability-based design // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 106. P. 374—387. DOI:10.1016/j.ijrmms.2018.03.005