Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле
На правах рукописи
КОВТУН Юлия Викторовна
Обоснование параметров буровзрывных работ
на гипсовых рудниках применительно
к условиям шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК
Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород,
рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Тула 2012
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТуГУ) на кафедре геотехнологий и строительства подземных сооружений.
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент
Пушкарев Александр Евгеньевич.
Официальные оппоненты: Мельник Владимир Васильевич;
доктор технических наук, профессор, зав. каф. Подземная разработка пластовых месторождений, МГГУ, г. Москва;
Добрынин Александр Артурович.
кандидат технических наук, директор ООО ПироВзрыв, г. Москва
Ведущая организация: Федеральное Государственное научное бюджетное учреждение Горный институт Кольского научного центра РАН. Мурманская область, г. Апатиты.
Защита диссертации состоится л16 апреля 2012 г. в 14 ч. 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, пр. Ленина, 90, 6-й уч. корпус, ауд. 220.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 300012,
г. Тула, пр. Ленина, 92, Ученый совет ТуГУ, факс: (4872) 33-13-05
Автореферат разослан л14 марта 2012 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета, д.т.н. А. Б. Копылов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Горнодобывающая отрасль для России является одной из наиболее значимых отраслей народного хозяйства во многом определяющей уровень экономического развития страны в целом. Являясь источником энергетических и сырьевых ресурсов, горнодобывающая отрасль формирует базовые издержки экономики и, в частности для строительной индустрии. Добыча нерудных полезных ископаемых призвана обеспечить растущий спрос на сырьё для строительных материалов, а объективные условия рынка требуют изыскания путей снижения затрат на их переработку. При этом буровзрывной способ отбойки горной массы является основным способом добычи и именно от его эффективности зависит конкурентоспособность конечной продукции. Так, практически весь добываемый гипсовый камень отделяется от массива посредством взрыва. Однако отсутствие научно обоснованных способов прогнозирования фракционного состава отбитой горной массы с учетом особенностей воздействия взрыва на гипсовый массив затрудняет поиск путей повышения производительности добычи. При этом нет апробированных критериев оценки эффективности использования энергии взрыва, применительно к отбойке гипсового камня, что не позволяет обосновать тип взрывчатого вещества, наиболее подходящий для конкретных условий и определяет актуальность работы.
Работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР и ОКР ТуГУ и Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов, НИОКР Тульского отделения Межрегиональной общественной организации Академия горных наук по заказу ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОС-КОВСК, а также при поддержке аналитической ведомственной целевой программы Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.) (рег. номер 2.2.1.1/3942) и федеральной целевой программы Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг. (гос. контракт № П1120).
Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей буровзрывной отбойки гипсового камня для обоснования энергетических параметров процесса, обеспечивающих повышение эффективности разработки.
Идея работы заключалась в том, что эффективная отбойка гипсового камня в технологических забоях большого сечения достигается за счет применения простейших взрывчатых веществ местного производства, с учетом выявленных закономерностей формирования фракционного состава массы отбитого гипсового камня, при рациональных энергетических характеристиках процесса.
В работе использован комплексный метод исследования, включающий научное обобщение и анализ основных результатов ранее выполненных работ в области буровзрывной добычи полезных ископаемых; экспериментальные исследования разрушения массива взрывчатыми веществами местного производства в условиях полигона и технологических забоев; обработку результатов экспериментов методами теории вероятности и математической статистики.
Научные положения, выносимые на защиту:
- описание распределения фракционного состава отбитого гипсового камня должно производиться полиномом четвертой степени, позволяющим рассчитать весовую долю произвольной фракции в общем объеме отбитой горной массы;
- для оценки эффективности применения простейших взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры с установленными энергетическими характеристиками целесообразно использовать показатель удельного расхода взрывчатого вещества на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции, учитывающий потери на переизмельчение отбиваемого полезного ископаемого;
- при отбойке гипсового камня в забоях большого сечения необходимо осуществлять предварительное разупрочнение врубовых скважин, обеспечивающих формирование дополнительной свободной поверхности, и согласование интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- экспериментально установлена эффективность применения простейших взрывчатых веществ местного приготовления на основе аммиачной селитры, выразившаяся в повышении коэффициента использования шпура и снижении выхода пылевидной фракции;
- выявлен характер распределения фракционного состава отбитого гипсового камня и получен полином четвертой степени, позволяющий рассчитать весовую долю произвольной фракции в общем объеме отбитой горной массы;
- установлена взаимосвязь удельного расхода взрывчатого вещества на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции от объёмной концентрации энергии применяемого взрывчатого вещества, учитывающая потери на переизмельчение отбиваемого полезного ископаемого и позволяющая оценить эффективность буровзрывной отбойки;
- определены параметры разупрочняющего скважинного заряда и согласованы интервалы замедления срабатывания шпуровых зарядов, обеспечивающие эффективную отбойку гипсового камня в условиях выработок большого сечения шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается представительным объемом проведенных экспериментов; корректной обработкой результатов экспериментов методами теории вероятности и математической статистики и подтверждается удовлетворительной сходимостью расчетных величин с результатами экспериментов, полученными в условиях полигона и технологических забоев (средняя величина относительной погрешности не превышает 20 %).
Научное значение работы заключается в установлении закономерностей формирования фракционного состава гипсового камня в технологических забоях большого сечения при буровзрывной отбойке простейшими взрывчатыми веществами местного приготовления, с учетом рационального использования энергетических характеристик взрывчатых веществ, что позволяет обосновать параметры и повысить эффективность буровзрывных работ.
Практическое значение работы:
- обоснована эффективность применения простейших взрывчатых веществ местного приготовления на основе аммиачной селитры, обеспечивающих повышение коэффициента использования шпура и снижение выхода пылевидной фракции;
- модернизирован действующий паспорт буровзрывных работ с учетом разупрочняющего скважинного заряда и согласованы интервалы замедления срабатывания шпуровых зарядов, обеспечивающие эффективную отбойку гипсового камня в условиях выработок большого сечения шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК;
- подобрано оборудование для приготовления простейших промышленных взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры в условиях стационарного подземного производственного пункта в условиях шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК.
Реализация работы. Основные научные результаты и практические рекомендации приняты Тульским региональным отделением МОО Академия горных наук к использованию при разработке технологических схем буровзрывных работ. Кроме того, результаты исследований внедрены в учебные курсы Комплексное освоение недр и Подземная разработка месторождений полезных ископаемых для студентов Тульского государственного университета (ТуГУ), обучающихся по направлению 130400 Горное дело. Программное обеспечение используется при курсовом и дипломном проектировании.
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались и получили одобрение на ежегодной конференции Неделя горняка (г. Москва, 2009 и 2010 гг.); IV Магистерской научно-технической конференции ТуГУ (г. Тула, 2009 г.); 3-й Международной конференции по проблемам рационального природопользования Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства (г. Тула, 2010 г.); конференциях молодых ученых и конференциях профессорско-преподавательского состава в ТуГУ (г. Тула, 2009, 2010 и 2011 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, из них 3 - в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 132 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 25 таблиц, список использованной литературы из 70 наименований и приложения.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору А.Е. Пушкареву за помощь в процессе выполнения работы, а также доктору технических наук, заведующему кафедрой Геотехнологии и строительство подземных сооружений, доктору технических наук, профессору Н.М. Качурину за постоянное внимание и поддержку, оказанные в ходе выполнения работы, и всем сотрудникам кафедры ГиСПС.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Анализ результатов исследований, выполненных О.Е. Власовым, Г.П. Демидюком, С.А.Давыдовым, Э.И. Ефремовым, И.Ф. Жариковым, Н.Н. Казаковым, Б.Н. Кутузовым, Л. Н. Марченко, Н.В. Мельниковым, В.Н. Мосинцем, Г.И. Покровским, А.Ф. Сухановым, А.Н. Ханукаевым и других авторов, позволяет сформировать представления о действии взрыва, лежащие в основе применяемых в настоящее время схем расчета параметров взрывания и методов управления взрывом. Буровзрывной способ отбойки горной массы является основным способом добычи гипсового камня. Однако в настоящее время прогнозирование фракционного состава отбитой горной массы производится на основе частного опыта без учета особенностей воздействия взрыва на гипсовый массив и критериев оценки эффективности использования энергии взрыва.
На основании изложенного, а также в соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи исследований:
- определить эффективность применения простейших взрывчатых веществ местного приготовления на основе аммиачной селитры;
- выявить характер распределения фракционного состава отбитого гипсового камня, позволяющий рассчитать весовую долю произвольной фракции в общем объеме отбитой горной массы;
- установить взаимосвязь удельного расхода взрывчатого вещества на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции с объёмной концентрацией энергии применяемого взрывчатого вещества;
- определить параметры разупрочняющего скважинного заряда и обосновать интервалы замедления срабатывания шпуровых зарядов, обеспечивающие эффективную отбойку гипсового камня в условиях выработок большого сечения шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК;
- модернизировать действующий паспорт буровзрывных работ с учетом разупрочняющего скважинного заряда и согласованных интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов, обеспечивающий эффективную отбойку гипсового камня в условиях выработок большого сечения шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК;
- подобрать оборудование для приготовления простейших промышленных взрывчатых веществ на основе аммиачной селитры в условиях стационарного подземного производственного пункта в условиях шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК.
В большинстве методик по определению эффективности взрывчатых веществ (ВВ) используют расчетные значения теплотворной способности или теплоты взрыва - основной характеристики ВВ, в наибольшей мере влияющей на уровень энергоёмкости взрывного разрушения горных пород и потенциальную экономию затрат на взрывные работы. При этом, для конкретного паспорта буровзрывных работ важным показателем является объёмная концентрация энергии Q (ккал/м3), определяемая как произведение плотности заряжания (кг/м3) на теплоту взрыва
QВВ (ккал/кг).
В качестве основного критерия, характеризующего процесс разрушения массива при буровзрывной отбойке, был принят показатель удельного расхода взрывчатого вещества на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции U (кг/т), учитывающий объем затраченной во время взрыва энергии и фракционный состав отбитой горной массы.
К исследованиям были приняты наиболее распространенные типы простейших ВВ на основе аммиачной селитры:
- гранулит Игданит - П (ТУ 7276-001-04683349-98);
- гранулит 5- МП (ТУ 7276-079-00203938-2005);
- гранулит А6 (ТУ 113-03-00203789-16-93);
- граммотол-15 (ТУ 7276-016-11692478-98).
Основные характеристики выбранных ВВ представлены в табл. 1
Таблица 1
Основные характеристики ВВ, принятых к исследованиям
№№ п/п | Наименование параметров | Игданит-П | Гранулит 5-МП | Гранулит А6 | Граммотол-15 |
1 | Теплота взрыва, кДж/кг (ккал/кг) | 3800-3900 (910-930) | 4180-4600 (1000-1050) | 4400-4600 (1050-1100) | 4037 (963) |
2 | Насыпная плотность, кг/м3 | 750 - 840 | 800 - 1000 | 900-950 | 750 - 900 |
3 | Объем газов, л/кг | 980 | 800-830 | 860-880 | 926 |
Учитывая известный факт, что в конкретных производственных условиях при изготовлении и заряжании шпуров возможны отклонения характеристик ВВ от паспортных, существенно влияющие на их работоспособность и эффективность, были выполнены полигонные испытания отобранных типов ВВ, изготовленных в условиях стационарного пункта приготовления с использованием гравитационного смесители ОСГ-300. При испытаниях определялась взрывная эффективность всех марок испытываемых ВВ на основе измерения скорости детонации с использованием прибора ZBS - 10 и применения датчиков ДПИД (ТУ 4314-018-54634296-2006). Заряды формировались в стальных трубах длинной 6 м, заваренных с одного конца "наглухо" стальной пластиной, внутренним диаметром 45,0 мм с толщиной стенки 6 мм. Инициирование взрыва осуществлялось взрыванием патрона аммонита 6ЖВ, размещаемом на расстоянии 100 мм от торца трубы, с использованием электродетонатора (ЭД-З-Н). Датчики измерения скорости детонации размещались (рис. 1) на расстоянии от 100 мм до 5500 мм на поверхности трубы с интервалами 500 - 1000 мм в подготовленных для их установки отверстиях. При взрывании трубы размещались в горизонтальном положении.
Последовательность действий в ходе полигонных испытаний.
- определение геометрических параметров трубы: длина трубы l, м, и внутренний диаметр трубы dв, м;
- определение массы пустой трубы Мп, кг;
- заряжание;
- определение массы заряженной трубы Мз, кг;
- определение величины недозаряда lнз, м;
- установка датчиков;
- определение расстояния между датчиками S, мм;
- проверка работоспособности установленных датчиков;
- установка патрона боевика;
- взрывание с регистрацией времени прохождения фронта волны детонации между датчиками Т, мкс (рис. 2).
Скорость детонации VД , м/с, рассчитывалась по формуле
(1)
Расчет плотности , кг/м3, заряжания производился по формуле
(2)
Рис. 2. Осциллограмма прохождения фронта детонации
Анализ полученных результатов показал, что в ходе испытаний исследуемые Игданит-П, Гранулит-5МП, Граммотол-15 продемонстрировали скорость детонации существенно выше, чем приведено в справочной литературе. Это может быть объяснено более высокой плотностью заряда (табл. 2).
Таблица 2
Установленные характеристики ВВ
Название ВВ | Скорость детонации, м/с | Плотность заряда, кг/м3 | ||
ТУ | при испытаниях | ТУ | при испытаниях | |
Игданит-П | 2200-2700 | 4149 | 800 | 1093 |
Гранулит 5-МП | 4000 | 5024 | 900 | 1350 |
Граммотол-15 | 3200 | 4978 | 850 | 1300 |
Для проведения сравнительных испытаний в очистных забоях шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК были составлены паспорта, схемы БВР и подготовлены забои в нужном количестве. Заряжанию каждым видом ВВ подлежало пять забоев. Бурение шпуров производилось установками SMAG BW50 8HY50. Количество шпуров на забой - 81, глубина до
6,5 м. Заряжание шпуров производилось смесительно-зарядной установкой Ульба-400МИ. При проведении испытаний учитывалось: наличие отказавших зарядов, коэффициент использования шпура (к.и.ш), количество негабаритного гипсового камня свыше 1000 мм. Кроме того осуществлялся рассев гипсового камня с целью определения фракционного состава.
Последовательность действий в ходе предварительных испытаний:
- определение геометрических размеров забоя;
- обуривание забоя по утверждённым паспортам БВР;
- замеры фактической длины шпуров, Lшпура, м;
- заряжание шпуров;
- замеры величины недозаряда, Lнедозар, м;
- замер состава призабойной атмосферы;
- взрывание забоя;
- погрузка отбитого гипсового камня;
- фиксация негабаритов;
- определение фракционного состава отбитого гипсового камня.
Анализ итоговых результатов испытаний показал, что максимальный и стабильный к.и.ш. получен при взрывании составами:
- граммотол-15 (0.98; 0,97; 0,96; 0,96; 0,95 или среднеарифметический по 5 результатам - 0,964);
- гранулит-5МП (0,96; 0,96; 0,96; 0,96; 0,93 или средний - 0,954);
- игданитом-П (0,97; 0,96, 0,95; 0,88; 0,86 или средний - 0,924).
При взрывании Гранулитом-А6 зафиксирован отрицательный результат.
Причина отрицательного результата: расслоение ВВ изготовленного на одной плотной аммиачной селитре. Как следствие - изменение (увеличение) критического диаметра, затухание детонации при взрывании в трубах и в забое в диаметре 42 мм.
Анализ фракционного состава отбитого гипсового камня показал, что имеются две фракции, на которые приходится максимальная доля в общем объеме отбитой горной массы (табл. 3).
Таблица 3
Средний по забоям фракционный состав отбитого гипсового камня
Фракция, мм | Игданит-П | Гранулит 5-МП | Граммотол-15 |
<5 | 19,1 | 18,6 | 24,1 |
5,00 | 5,9 | 5,8 | 6,4 |
10,00 | 7,6 | 7 | 8,6 |
20,00 | 6,7 | 6,7 | 7,4 |
40,00 | 4,6 | 4,8 | 4,5 |
50,00 | 4,5 | 5,4 | 4,2 |
60,00 | 11,1 | 12,7 | 10,3 |
100,00 | 16,4 | 20 | 17,8 |
150,00 | 13,6 | 16 | 15 |
200,00 | 1,9 | 3 | 1,7 |
Итого | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
Во всех проведенных замерах значительное количество составляет пылевидная фракция (А < 5 мм) и фракции 60 < А < 150 мм (рис. 3).
а)
б)
в)
Рис.3. Фракционного состава отбитого гипсового камня
при использовании: а - Граммотола-15; б - Гранулита 5-МП;
в - Игданита-П
Такой характер распределения отличается от широко распространенного нормального распределения. Это можно объяснить высокой степенью переизмельчения материала в пришпуровой зоне, что и приводит к возрастанию доли пылевидной фракции. Анализ экспериментальных данных показал, что наилучшим образом описать распределение фракционного состава отбитого гипсового камня можно полиномом четвертой степени вида:
С = В1 x4 + В2 x3 + В3 x2 + В4x + В5, (3)
где: С - доля конкретной фракции в общем отбитом объеме, В1 Е В5 - эмпирические коэффициенты.
В результате статистической обработки экспериментальных данных было получено выражение для расчета доли конкретной фракции А (мм) в общем объеме отбитой горной массы:
С = 410-7А4 - 210-4А3 + 0,02А2 - 0,97А + 16,38. (4)
Оценка удельного расхода ВВ на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции М в зависимости от объемной концентрации энергии производилась на основании экспериментальных данных, полученных при отбойке каждым из принятых к исследованиям типов ВВ. Средние значения контролируемых и расчетных величин представлены в табл. 4.
Таблица 4
Оценка удельного расхода ВВ на единицу отбитой горной массы
Наименование параметра | Игданит - П | Гранулит 5-МП | Граммотол 15 |
Q, ккал/м3 | 1005,56 | 1383,75 | 1249,00 |
, кг/м3 | 1093,44 | 1350,49 | 1297,14 |
М, кг | 591,46 | 722,84 | 664,87 |
U, кг/т | 0,7014 | 0,8746 | 0,8423 |
Статистическая обработка экспериментальных данных позволила получить расчетную зависимость, отражающую взаимосвязь между удельным расходом ВВ на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции U и объемной концентрации энергии Q
U = 0,4438Ln(Q) - 2,3461 (5)
Анализ полученной зависимости показал, что с ростом объемной концентрации энергии удельный расход ВВ на единицу массы отбитого гипсового камня кондиционной фракции также будет расти (рис. 4). Это объясняется тем, что при реализации большей объемной концентрации энергии будет увеличиваться объем переизмельченной горной массы в пришпуровой зоне, уменьшится выход кондиционной фракции, а, следовательно, увеличится удельный расход ВВ.
Рис.4. Зависимость удельного расхода ВВ на единицу массы отбитого
гипсового камня U (кг/т) от объемной концентрации энергии Q (ккал/м3)
На основании результатов выполненных исследований был разработан модернизированный паспорт буровзрывных работ с установкой разупрочняющего заряда в компенсационные скважины и согласованием интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов. Анализ возможных схем компенсационных скважин и врубовых шпуров (рис. 5) с учетом рекомендаций С. Олафссона показал, что если расстояние между осями шпура и скважины а будет находиться в диапазоне 1,5d < а < 2,1d произойдёт только разрушение породной перемычки между зарядом и компенсационной скважиной (без гарантированного смещения раздробленной породы), что снижает эффективность отбойки. Тогда как при а > 2,1d заряд работает в режиме камуфлета, характеризующегося пластическими деформациями породы и минимальной уходкой. Зависимость а =1,5d даёт лучшие результаты взрывания.
а) б) в)
Рис. 5. Типичные схемы врубов с незаряженными (компенсационными)
скважинами: а) - с одной; б) - с двумя;
в) - с 6 компенсационными скважинами
Для повышения эффективности формирования вруба в среднюю верхнюю скважину устанавливается разупрочняющий заряд аммонита 6ЖВ, вес которого рассчитывается исходя из объёма массива гипсового камня, составляющего вруб. Так, масса наружного заряда для разрушения породной перемычки между компенсационными скважинами в груди забоя на участке длиной 0,3-0,4 м определяется по формуле, рекомендованной Матвейчуком В.В.
М= KНV, (6)
где: KН - удельный расход аммонита 6ЖВ на дробление породы, принимаемый от 1,5 до 3,0 кг/м3; V - объём разрушаемого объекта, м3.
Для условий технологического забоя ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК разрушаемый объём на участке 400 мм в контуре компенсационных врубовых скважин будет составлять 0,64 м3, и, соответственно, потребный заряд аммонита 6ЖВ - 1 кг.
При расчете интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов
tзам (мс) необходимо учитывать время необходимое на очистку вновь образованного компенсационного объёма t4 (мс), и разброс времени срабатывания применяемых средств инициирования tразб. си (мс). В связи с этим расчет времени замедления срабатывания шпуровых зарядов следует рассчитывать по формуле П. И. Кушнерова:
tзам > (t1+ t2 +t3) +t4 + tразб. си (7)
где: t1 + t2 + t3 - сумма времени прохождение детонации по заряду (t1), на дробление (t2) и на перемещение раздробленной горной породы в компенсационный объём (t3) рекомендуется справочниками.
Результаты выполненных исследований и практические рекомендации приняты Тульским региональным отделением МОО Академия горных наук к использованию при разработке технологических схем буровзрывных работ. На их основе модернизирован действующий паспорт буровзрывных работ с учетом разупрочняющего скважинного заряда и согласованных интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов, обеспечивающий эффективную отбойку гипсового камня в условиях выработок большого сечения шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК, и подобран комплект оборудования для оснащения подземного стационарного пункта приготовления ВВ.
Заключение
На основании выполненных исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности буровзрывной отбойки, которые позволяют обосновать энергетические параметры процесса, обеспечивающие повышение эффективности добычи гипсового камня за счет применения простейших взрывчатых веществ местного производства, с учетом выявленных закономерностей формирования фракционного состава отбитой горной массы, что имеет существенное значение для добывающей отрасли России.
Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:
1. Экспериментально установлена эффективность применения простейших взрывчатых веществ местного приготовления на основе аммиачной селитры, выразившаяся в повышении коэффициента использования шпура и снижении выхода пылевидной фракции. Так, коэффициент использования шпура увеличился в среднем на 18 %, а содержание пылевидной фракции уменьшилось в 1,9 раз.
2. Выявлено что при буровзрывной отбойке гипсового камня имеются две фракции А < 5 мм и 60 < А < 150 мм, на которые приходится максимальная доля в общем объеме отбитой горной массы. При этом распределение фракционного состава отбитого гипсового камня носит полиномиальный характер. Получен полином четвертой степени, позволяющий рассчитать весовую долю произвольной фракции в общем объеме отбитого гипсового камня с максимальной погрешностью не превышающей 20 %.
3. Установлено, что с ростом объемной концентрации энергии удельный расход взрывчатых веществ на единицу отбитого гипсового камня кондиционной фракции также будет расти по логарифмическому закону. Получено выражение для расчета удельного расхода взрывчатых веществ на единицу отбитого гипсового камня, с учетом потерь на переизмельчение отбиваемого полезного ископаемого.
4. Определено, что для повышения эффективности отбойки в компенсационные скважины необходимо устанавливать разупрочняющий заряд аммонита 6ЖВ массой 1 кг, а при расчете интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов следует учитывать также время необходимое на очистку вновь образованного компенсационного объёма и разброс времени срабатывания применяемых средств инициирования.
5. Модернизирован действующий паспорт буровзрывных работ с учетом разупрочняющего скважинного заряда и согласованных интервалов замедления срабатывания шпуровых зарядов, обеспечивающий эффективную отбойку гипсового камня в условиях выработок большого сечения шахты ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. К.Н.Трубецкой, И.В.Милитенко, А.В.Старшинов, Ю.В. Доильницына (Ковтун), В.Ю.Фадеев, С.С.Костылев. Роль Н.В.Мельникова в создании ВВ простейшего состава (Игданитам 50 лет: успехи, проблемы и перспективы развития) // Развитие идей Н.В.Мельникова в области комплексного освоения недр (к 100-летию со дня рождения академика Н.В.Мельникова). Материалы Международного совещания.- М.: УРАН ИПКОН РАН, 2009. С. 62-65.
2. Доильницына Ю.В. (Ковтун). Ещё раз об игданитах и АНФО // Известия ТуГУ "Естественные науки". Серия: "Науки о Земле". Выпуск 5. 2009 г. - С. 39-46.
3. Ковтун Ю.В. Некоторые результаты инновационных направлений ведения горных работ на предприятии ОАО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК// Записки горного института. Том 200. СПГГИ(ТУ) 2010 г. С.49-50.
4. Ковтун Ю.В. О необходимости и путях повышения качества бестротиловых гранулированных ПВВ // Горный журнал № 8 2011г. С. 246-250.
5. Головин К.А. Коновалов О.В. Копылов А.Б. Пушкарев А.Е., Ковтун Ю.В. Исследование скорости детонации промышленных ВВ на шахте ООО КНАУФ ГИПС НОВОМОСКОВСК// Материалы Международной научно-практической конференции Взрывные технологии. Эмпирика и теория. Достижения. Проблемы. Перспективы. ТуГУ. Тула, 2011. С. 91-99.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по земле