Взрывное рыхление пород на карьерах с большими замедлениями

Рассмотрены вопросы повышения качества взрывного рыхления скальных пород взрывом путем увеличения интервалов замедления между взрывами скважинных зарядов. В последние десятилетия ученые и специалисты в области взрывного дела пришли к согласию о необходимости рассматривать двухстадийный механизм разрушения пород под действием взрывных нагрузок. На первой стадии при объемном предразрушении волны напряжений от взрыва воздействуют на породу сжимающими и растягивающими нагрузками, в ней протекают процессы генерации и накопления микрои макротрещин и других дефектов до определенной концентрации. На второй стадии, доразрушения, идут процессы слияния трещин в более крупные и доминирующий катастрофический, локальный рост некоторых из них с образованием отдельностей. Поэтому механическое действие взрыва проявляется не только в дроблении горных пород, но и в разупрочнении на удаленных расстояниях от заряда. В этой области массив горных пород меняет свои прочностные и деформационные свойства, переходит в новое состояние, называемое предразрушенным. Установлено, что приращение длины трещины за один цикл «сжатия-растяжения» составляет 10 мм, что феноменологически трактуется как предразрушение породы. Увеличение времени замедления между взрывами отдельных скважинных зарядов способствует многократному воздействию таких циклов с накопительным эффектом, что способствует слиянию трещин и последовательному уменьшению размера кусков.

Шевкун Е. Б., Лещинский А. В., Лысак Ю. А., Плотников А. Ю. Взрывное рыхление пород на карьерах с большими замедлениями // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 10. – С. 29–41. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-100-29-41.

Шевкун Евгений Борисович¹ — д-р техн. наук, профессор,
Лещинский Александр Валентинович¹ — д-р техн. наук, доцент, профессор, e-mail: 000399@pnu.edu.ru,
Лысак Юрий Алексеевич² — генеральный директор,
Плотников Андрей Юрьевич² — зам. главного инженера по БВР,
¹ Тихоокеанский государственный университет,
² ООО «АВТ-Амур»,

Лещинский А.В., e-mail: 000399@pnu.edu.ru.

1. Кутузов Б. Н. и др. Справочник взрывника / Под общ. ред. Б. Н. Кутузова. — М.: Недра, 1988. — 511 с.

2. Каркашадзе Г. Г., Ларионов П. В., Мишин П. Н. Моделирование роста трещины под действием циклической нагрузки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2011. — № 3. — С. 258—262.

3. Крюков Г. М., Глазков Ю. В. Теоретическая оценка степени взрывного дробления горных пород на карьерах при разных способах инициирования зарядов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2003. — СВ 8. — 26 с.

4. Друкованый М. Ф. Методы управления взрывом на карьерах. — М.: Недра, 1973. — 416 с.

5. Шевкун Е. Б., Лещинский А. В., Добровольский А. И., Галимьянов А. А. Патент

№ 2593285 РФ, МПК F42D 1/08. Способ открытой разработки группы угольных пластов с валовым взрывным рыхлением вскрышных пород; патентообладатель: Тихоокеанский государственный университет. № 2015127598/03, заявл. 08.07.2015; опубл. 10.08.2016.

6. Лапшов А. А. Оптимизация интервалов замедлений при массовых взрывах на карьерах. Автореф. дисс…к.т.н. — Екатеринбург, 2011. — 16 с.

7. Лупий С. М. Зоны предразрушения при буровзрывном способе проведения горных выработок и влияния их на параметры анкерного крепления // Взрывное дело. — 2016. — № 115/72. — С. 226—232.

8. Скрябин Р. М., Федоров Л. Н. Новые подходы к организации ресурсосберегающих процессов разрушения горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 1995. — № 5. — С. 59—62.

9. Адушкин В. В., Опарин В. Н. От явления знакопеременной реакции горных пород на динамические воздействия — к волнам маятникового типа в напряженных геосредах. Ч. І // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2012. — № 2. — С. 3—27.

10. Курленя М. В., Опарин В. Н., Ревуженко А. Ф., Шемякин Е. И. О некоторых особенностях реакции горных пород на взрывные воздействия в ближней зоне // ДАН СССР. — 1987. — Т. 293. — № 1.

11. Курленя М. В. и др. Знакопеременная реакция горных пород на динамическое воздействие // ДАН СССР. — 1992. — Т. 323. — № 2.

12. Садовский М. А., Адушкин В. В., Спивак А. А. О размере зон необратимого деформирования при взрыве в блочной среде // Известия АН СССР. Физика Земли. — 1989. — № 9. — С. 109—115.

13. Курленя М. В., Опарин В. Н. Скважинные геофизические методы диагностики и контроля напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. — Новосибирск: Наука, 1999. — 335 с.

14. Родионов В. Н. и др. Механический эффект подземного взрыва. — М.: Недра, 1971. — 222 с.

15. Никифоровский В. С., Шемякин Е. И. Динамическое разрушение твердых тел. — Новосибирск: Наука, 1979. — 272 с.

16. Митюшкин Ю. А. и др. Оптимизация параметров взрывных работ увеличением интервалов замедления // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № 4. — С. 341—348.

17. Шевкун Е. Б., Лещинский А. В., Лысак Ю. А., Плотников А. Ю. Особенности взрывного рыхления при увеличенных интервалах замедления // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 4. — С. 272—282.

18. Юровских А. В. Разработка модели разрушения горных пород на квазистатической стадии действия взрыва: Дис. .. канд. техн. наук: 25.00.20. — СПб., 2003. — 119 c.

19. Кочанов А. Н., Одинцев В. Н. Теоретическая оценка радиуса области предразрушения пород при камуфлетном взрыве // Взрывное дело. — 2015. — № 113/70. — С. 41—54.

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

21. Хопунов Э. А. Селективное разрушение минерального и техногенного сырья (в обогащении и металлургии). — Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2013. — 429 с.

22. Халкечев Р. К., Халкечев К. В. Управление селективностью разрушения при дроблении и измельчении горных пород на основе методов подобия и размерности в динамике трещин // Горный журнал. — 2016. — № 6. — С. 64—66.

23. 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 Sciences. 2015. Vol. 77, Pp. 89—96.

24. Xiaodong Fu, Qian Sheng, Yonghui Zhang, Jian Chen 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.

25. Аkаndе J. М., Lawal А. I. Optimization of blasting parameters using regression models in ratcon and NSCE granite quarries. Ibadan, Оуо State, Nigeria // Geomaterials. 2013. Vol. 3. No 1. Рp. 28—37. DOI: 10.4236/gm.2013.31004.

26. Haeri H., Shahriar K., Fatehi Marji M., Moarefvand P. Experimental and numerical study of crack propagation and coalescence in precracked rock-like discs // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2014. Vol. 67. Pp. 20—28.

27. Liu T., Cao P., Lin H. Damage and fracture evolution of hydraulic in compression-shear rock cracks // Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2014. Vol. 74. Pp. 55—63.