Конструктивные решения запирания продуктов взрыва во взрывной полости

в связи с увеличением объёма горных выработок появляется необходимость решать острые вопросы добычи. Несмотря на давно разработанные требования по применению забоечного материала при производстве взрывных работ, возникают разногласия из-за технических и технологических сложностей. Рассмотрена проблема качества взрывоподготовки горной массы для дальнейшей переработки. Приведены данные, которые могут решить проблему удержания продуктов взрыва в зарядной камере. Описано влияние применения комбинированной забойки на изменение параметров сейсмовзрывной волны. На основе промышленных испытаний и дальнейшей обработки полученных данных сделаны выводы по решению актуальной проблемы. Лучший выход, по мнению авторов, — применение комбинированных забоек, таких как запирающая забойка в сочетании с сыпучей. Данная конструкция позволит за счёт расклина забойки удерживать продукты взрыва во взрываемой полости, сыпучая забойка (отсев, песок) позволит удержать ее за счет своего веса. Ударная волна, проходя через распор воронки, многократно отражается от стенок внутренней поверхности, дольше взаимодействуя со стенками скважины. Продукты детонации плавно истекают через выходное отверстие забойки, не создавая ударного воздействия.

Молдован Д. В., Чернобай В. И., Соколов С. Т., Баженова А. В. Конструктивные решения запирания продуктов взрыва во взрывной полости // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6−2. — С. 5—17. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_5.

Молдован Дмитрий Владимирович — канд. техн. наук, доцент каф. Взрывное дело, https://orcid.org/0000-0003-2227-6625, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, Россия, Moldovan_ DV@pers.spmi.ru;
Чернобай Владимир Иванович — канд. техн. наук, доцент каф. Взрывное дело https:// orcid.org/0000-0002-6858-8854, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, chernobay_vi@pers.spmi.ru
Соколов Семен Тарасович— канд. техн. наук, ассистент каф. Взрывное дело, https:// orcid.org/0000-0003-3153-7874, Санкт-Петербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, s175017@stud.spmi.ru;
Баженова Александра Владимировна — аспирант каф. Взрывное дело, СанктПетербургский горный университет, 199106, Санкт-Петербург, Васильевский остров, 21 линия д.2, bazhenova.schura@ya.ru.

1. Trubetskoy K. N., Galchenko Y. P. Methodology for estimating promising development paradigm for mineral mining and processing industry // Journal of Mining Science. 2015, vol. 51, pp. 407–415. DOI: 10.1134/S1062739115020271.

2. Викторов С. Д. Взрывное разрушение породы — основа прогресса в горном деле // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — №1. — С. 63–75.

3. Zhang Z. X. Rock Fracture and Blasting. Theory and Applications. Elsevier, Butterworth-Heinemann: Amsterdam, The Netherlands. 2016, 528 p.

4. Silva J., Worsey T., Lusk B. Practical assessment of rock damage due to blasting // International Journal of Mining Science and Technology. 2018, vol. 29, pp. 379–385.

5. Monjezi M., Shahriar K., Dehghani H., Namin F. S. Environmental impact assessment of open pit mining in Iran // Environmental Earth Sciences. 2008, vol. 58. pp. 205–216.

6. Kim G., Jang J., Kim K. Y., Yun T. S. Characterization of orthotropic nature of cleavage planes in granitic rock // Engineering Geology. 2020, vol. 265, 105432. DOI: 10.1016/j. enggeo.2019.105432.

7. Sasaoka T., Takahashi Y., Sugeng W., Hamanaka A. Effects of rock mass conditions and blasting standard on fragmentation size at limestone quarries open journal of geology // Open journal of geology. 2015, vol. 5, pp. 331–339.

8. Menjulin M. G., Kazmina A. J., Afanasew P. I. Die Einwirkung der Sprengarbeiten auf den Erhaltungszustand des Massivs ausserhalb der Sprengzone mit und ohne Vorspaltenbilding // Scientific reports on resource issues. Freiberg: International University of Resources. 2011, vol. 1, pp. 184–187.

9. Sanchidrián J. A., Ouchterlony F., Segarra P., Moser P. Size distribution functions for rock fragments // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2014, vol. 71, pp. 81–94.

10. Господариков А. П., Выходцев Я. Н., Зацепин М. А. Математическое моделирование воздействия сейсмовзрывных волн на горный массив, включающий выработку // Записки Горного института. — 2017. — Т. 226. — С. 405–411. DOI: 10.25515/PMI. 2017.4.405.

11. Ефремов Е. И., Никифорова В. А. Влияние диаметра скважины на площадь контакта взрывчатого вещества с разрушаемой породой и на выход мелких фракций // Сучаснi ресурсоенергозберiгаючi технологii гiрничого виробництва. — 2012. — № 2(10). — С. 9–15.

12. 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.2018.3.2399.

13. Курчин Г. С., Лобацевич М. А., Петушкова Т. А., Ефремов П. Ю. Эффективность применения забойки в скважинах // Науки о Земле: вчера, сегодня, завтра: Материалы IV Междунар. науч. конф. — Казань: 2018. — С. 17–19.

14. Mihail M., Isheyskiy V., Vadim D. Drilling and blasting influence on the process of dust particles formation // International Journal of Mechanical Engineering and Technology. 2018, vol. 9, pp. 97–103.

15 Wang Y., Wang H., Cui C., Zhao B. Investigating Different Grounds Effects on Shock Wave Propagation Resulting from Near-Ground Explosion // Applied Sciences, 2019. vol. 9, pp. 1–17. DOI: 10.3390/app9173639.

16. Bukhartsev V. N., Pham N. T. The effect of the structural model on estimating the bearing capacity of the ground base // Power Technology and Engineering. 2018, vol. 52 (4), pp. 389–394. DOI: 10.1007/s10749-018-0963-8.

17. Dipaloke M., Viladkar M. N., Mahendra S., Corrigendum to а multiple-graph technique for preliminary assessment of ground conditions for tunneling // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018, vol. 9(17), pp. 278–286. DOI: 10.1016/ j.ijrmms.2017.10.010.

18. Khandelwal M., Singh T. H. Evaluation of Blast-Induces Vibration Predictors. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2007, vol. 27(2). pp. 116–125. DOI: 10.1016/j. soildyn.2006.06.004.

19. Öncü M. E., Yön B., Akkoyun Ö., Taşkiran T. Investigation of blast-induced ground vibration effects on rural buildings // Structural Engineering and Mechanics. 2015, vol. 54 (3), pp. 545–560. DOI: 10.12989/sem.2015.54.3.545.

20. Koteleva N., Frenkel I. Digital Processing of Seismic Data from Open-Pit Mining Blasts // Applied Sciences. 2021, vol. 11, pp. 380–383. DOI:10.3390/app11010383.

21. Котиков Д. А., Шабаров А. Н., Цирель С. В. Связь распространения сейсмических событий с тектоническим строением горного массива // Горный журнал. — 2020. — Т. 1. — С. 28–32. DOI: 10.17580/gzh.2020.01.05.

22. Roy M. P., Singh P. K., Singh G., Monjezi M. Influence of initiation mode of explosives in opencast blasting on ground vibration // Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Technology. 2007, vol. 116 (1), pp. 1–6. DOI: 10.1179/174328607X161888.

23. Kotikov D. A., Tsirel S. V. Dependence of the distribution of seismic events on the location of geological fauls // Rock Mechanics for Natural Resources and Infrastructure Development. Proceedings of the 14th International Congress on Rock Mechanics and Rock Engineering. 2020, pp. 1448–1455.

24. Bormann P., Engdahl E. R., Kind R. Seismic wave propagation and Earth models. New Manual of Seismological Observatory Practice. Potsdam: German Research Center for Geosciences. 2012, pp. 1–105. DOI: 10.2312/GFZ.NMSOP-2_ch2.

25. Koteleva N., Khokhlov S., Frenkel I. Digitalization in Open-Pit Mining: A New Approach in Monitoring and Control of Rock Fragmentation // Applied Sciences. 2021, vol. 11 (22), pp.1–16. DOI: 10.3390/app112210848.

26. Гендлер С. Г., Борисовский И. А. Управление аэродинамическими процессами при разработке золоторудных месторождений открытым способом // Горный информационно-аналитический бюллетень — 2021. — № 2 — С. 63–107. DOI:10.25018/02361493-2021-2-0−99−107.

27. Shevkun E., Leshchinsky A., Plotnikov A. Special aspects of explosive loosening with minimal rock displacement // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 192, pp.1–7. DOI: 10.1051/e3sconf/202019201003.

28. Heath D. J., Gad E. F., Wilson J. L. Blast Vibration and Environmental Loads Acting on Residential Structures: State-of-The-Art Review // Journal of Performance of Constructed Facilities. 2016, vol. 30 (2), pp. 1–6. DOI: 10.1061/(ASCE)CF.1943−5509.0000750.

29. Василец В. Н., Афанасьев П. И., Павлович А. А. Обеспечение условий безопасной эксплуатации горнотранспортного комплекса при воздействии сейсмовзрывных волн // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 1. — С. 26–35. DOI:10.25018/0236-1493-2020-1-0−26−35.

30. Лещинский А. В., Шевкун Е. Б., Лысак Ю. А. Влияние направления инициирования зарядов взрывчатых веществ на предразрушение массива скальных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 2. — С. 50–57. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-02−0-50−57.

31. Белин В. А., Горбонос М. Г., Астахов Е. О. Влияние средств инициирования на эффективность и безопасность взрывных работ // Горный журнал. — 2017. — № 7. — С. 63–67. DOI: 10.17580/gzh.2017.07.12.

32. Fu X., Sheng Q., Zhang Y., Chen J. Application of the discontinuous deformation analysis method to stress wave propagation through a one-dimensional rock mass // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2015, vol. 80, pp. 155–170. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.09.017.

33. Momeni A., Karakus M., Khanlari G. R., Heidari M. Effects of cyclic loading on the mechanical properties of a granite // International Journal of Rock Mechanics and Mining. 2015, vol. 77, pp. 89–96. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2015.03.029.

34. Leshchinskiy A., Shevkun E., Lysak Y., Plotnikov A. Features of schemes of the explosive loosening, with big slowdowns // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 192, 01024. DOI: 10.1051/e3sconf/202019201024

35. Белин В. А., Супрун В. И., Агафонов Ю. Г., Кузнецов В. А. Особенности взрывных работ при добыче алебастра в водоохранной зоне // Горный журнал. — 2017. — № 3. — C. 37–42. DOI: 10.17580/gzh.2017.03.07.

36. Yastrebova K. N., Vladimirovich M. D., Ivanovich C. V., Influence of the nature of the outflow of explosion products from blast holes and boreholes on the efficiency of rock destruction // E3S Web of Conferences. 2020, vol. 174, pp. 1–6. DOI: 10.1051/ e3sconf/202017401017.

37. Isheyskiy V., Marinin M., Dolzhikov V. Combination of fracturing areas after blasting column charges during destruction of rocks // International Journal of Engineering Research and Technology. 2019, vol. 12 (12), pp. 2953–2956.