Разработка метода расчета параметров контурного взрывания в трещиноватых массивах горных пород на карьерах

Анализ литературных источников показал, что при расчетах параметров контурного взрывания учитываются не все факторы, определяющие его эффективность. Цель статьи – разработка метода контурного взрывания трещиноватых горных массивов на открытых разработках в различных горно-геологических и горнотехнических условиях. Разработаны новые зависимости для определения расстояния между контурными скважинами aк и безопасной массы заряда взрывчатого вещества ВВ на 1 м скважины p, включающие детонационные характеристики ВВ, диаметр скважин, физико-механические свойства пород в условиях горного давления и параметры трещиноватости массива. Проведен численный анализ формул для определения aк и p в зависимости от физикомеханических свойств пород, диаметра скважины и параметров трещиноватости массива. Численные значения aк и p, полученные при расчетах, соответствуют практическим данным при проведении контурного взрывания на карьерах и в массивах гранитогнейсов «Сухого дока». Дальнейшие исследования предполагается направить на разработку формул расчета параметров контурного взрывания, в которых физико-механические свойства заменены на коэффициент крепости горных пород.

Тюпин В. Н. Разработка метода расчета параметров контурного взрывания в трещиноватых массивах горных пород на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 9. – С. 78–87. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_9_0_78.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Государственного задания №FZWG-2023-0011.

Тюпин Владимир Николаевич — д-р техн. наук, профессор, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, e-mail: tyupinvn@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-3709-0957.

1. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. — М.: Недра, 1976. — 270 с.

2. Адушкин В. В., Спивак А. А. Подземные взрывы. — М.: Наука, 2007. — 579 с.

3. Аленичев И. А., Рахманов Р. А., Шубин И. Л. Оценка действия взрыва скважинного заряда в ближнем поле с целью оптимизации параметров буровзрывных пород в приконтурной зоне карьера // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 4. — С. 85—95. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-0-85-95.

4. Жариков С. Н., Кутуев В. А. Выбор параметров взрывной отбойки в приконтурной зоне карьера // ФТПРПИ. — 2022. — № 6. — С. 80—88. DOI: 10.15372/FTPRPI20220609.

5. Жариков С. Н., Кутуев В. А. О контурном взрывании на карьерах и сопутствующих вопросах // Горный журнал. — 2022. — № 9. — С. 52—56. DOI: 10.17580/gzh.2022.09.09.

6. Тюпин В. Н., Хаустов В. В. Зависимость геомеханического состояния трещиноватого массива от интервала замедления в зоне сейсмического действия массовых взрывов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2. — С. 45—54. DOI: 10.25018/02361493-2021-2-0-45-54.

7. Аленичев И. А. Реакция массива горных пород в карьерном пространстве на динамические воздействия при производстве взрывных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 7. — С. 189—195. DOI: 10.25018/0236-1493-20187-0-189-195.

8. Тюпин В. Н. Динамика распространения волн деформаций в трещиноватых массивах при взрыве зарядов ВВ // Взрывное дело. — 2023. — № 138/95. — С. 114—130.

9. Тюпин В. Н. Взрывные и геомеханические процессы в трещиноватых напряженных горных массивах: Монография. — Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2017. — 192 с.

10. Барон Л. И., Турчанинов И. А., Ключников А. В. Нарушения пород при контурном взрывании. — Л.: Наука, Ленинградское отд., 1975. — 339 с.

11. Эткин М. Б., Азаркович А. Е. Взрывные работы в энергетическом и промышленном строительстве. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. — 317 с.

12. Кутузов Б. Н. Методы ведения взрывных работ. — Ч. 2. Взрывные работы в горном деле и промышленности. — М.: Изд-во «Горная книга», «Мир горной книги», Изд-во МГГУ, 2008. — 512 с.

13. Афонин В. Г., Гейман Л. М., Комир В. М. Справочное руководство по взрывным работам в строительстве. — Киев: Будивельник, 1974. — 382 с.

14. Зотеев В. Г., Морозов В. Н., Ялунин В. В., Сазонов В. А., Кампель Ф. Б. Опыт заоткоски скальных уступов на предельном контуре карьера Ковдорского ГОКа // Черная металлургия. — 1988. — № 7. — С. 39—42.

15. Жариков С. Н., Тимофеев И. Н., Гуленков Э. В., Бушков В. К. Совершенствование буровзрывных работ на предельном контуре карьера // Горный журнал. — 2018. — № 1. — С. 48—55.

16. Антоненко Л. К., Зотеев В. Г. Опыт применения специальной технологии заоткоски скальных уступов в СССР и за рубежом: обзорная информация. — М., 1986. — 27 с.

17. Антоненко Л. К., Зотеев В. Г., Деев Е. А., Смирнов В. А. Опыт внедрения специальной технологии заоткоски скальных уступов на Оленегорском ГОКе // Горный журнал. — 1985. — № 3. — С. 25—28.

18. Zharikov S., Kutuev V. About order of comprehensive solving the seismic and presplitting issues for drill-and-blastin open-pits / Trigger Effects in Geosystems: The 5th International Conference, Sadovsky Institute of Geospheres Dynamics of Russian Academy of Sciences. Springer, 2019, pp. 437—445. DOI: 10.1007/978-3-030-31970-0_46

19. Бротанек И., Вода Й. Контурное взрывание в горном деле и строительстве. — М.: Недра, 1983. — 144 с.

20. Jiang H., Li J., Wang M. Development of a test system for dynamic characteristics of blocky rock mass and its application, Zhendong yu Chongji // Journal of Vibration and Shock. 2018, vol. 37, no. 21, pp. 29—34.

21. Liyun Yang, Aiyun Yang, Chen Siyu, Fang Shizheng, Chen Huang, Huanzhen Xie Model experimental study on the effects of in situ stresses on pre-splitting blasting damage and strain development // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2021, vol. 138, article 104587. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2020.104587.

22. Nguyen Dinh An, Pham Thai Hop, Le Cong Dien, Tran Quang Hieu, Tran Dinh Bao Design of pre-blasting (pre-splitting) in Tan Cang Quarry No. 1 in Vietnam // Inżynieria Mineralna. 2020, vol. 1, no. 2, pp. 155—162.

23. Silva J., Worsey T., Lusk B. Practical assessment of rock damage due to blasting // International Journal of Mining Science and Technology. 2019, vol. 29, no. 3, pp. 379—385. DOI: 10.1016/j. ijmst.2018.11.003.

24. Барон Л. И., Кантор В. Х. Техника и технология взрывных работ в США. — М.: Недра, 1989. — 376 с.

25. Руппенейт К. В. Деформируемость массивов трещиноватых горных пород. — М.: Недра, 1975. — 220 с.

26. Ржевский В. В., Кутузов Б. Н., Якобашвили О. П., Рубцов В. К., Цыкин А. И. Методика сейсмического определения трещиноватости массивов горных пород на карьерах с целью оценки их взрываемости. — М.: ИФЗ АН СССР, МГИ, 1970. — 42 с.

27. Tyupin V. N., Yanitsky E. B., Polyakh A. E., Ignatenko I. M. Seismically safe parameters of confined blasting in levelling dry dock bottom // Eurasian Mining. 2022, no. 2, pp. 16—19. DOI: 10.17580/em.2022.02.04.

28. Тюпин В. Н. Сейсмобезопасные интервалы замедления при взрывной отбойке пород сухого дока в стесненных условиях // Взрывное дело. — 2023. — № 141/98. — С. 151—167.