Обоснование параметров цилиндрического вруба в горизонтальной подземной выработке

Для обоснования параметров цилиндрического вруба в горизонтальной подземной выработке принята поэтапная модель разрушения массива горных пород взрывом. Согласно этой модели, на первой стадии мощная волна сжатия, образованная при взрыве, разрушает породу на контакте заряд — среда (дробит или переводит в пластическое состояние), расширяет взрывную полость, от границы зоны раздавливания распространяется зона радиальных трещин. За это время, осуществляется основное разрушение отбиваемой породы, и взрывная полость цилиндрической формы достигает своего предельного положения. На второй стадии газообразные продукты взрыва (ГПВ) сообщают разрушенной породе ускоренное движение в сторону свободной поверхности. Третья стадия — разлет породы под действием ГПВ и силы тяжести, образование развала пород. На основе этой модели определены ключевые результаты взрыва в твердой среде: прочностная характеристика пород в условиях всестороннего взрывного нагружения, относительный предельный радиус взрывной полости, радиусы зон мелкого дробления и радиальных трещин и принцип рационального расположения зарядов во взрываемом блоке. С их использованием обоснован новый подход к определению параметров цилиндрического вруба. Получены аналитические зависимости для размещения врубовых шпуров в забое выработки. С учетом принципа рационального расположения зарядов во взрываемом массиве установлены параметры отбойных и оконтуривающих шпуровых зарядов.Новые параметры БВР на подземных рудниках ТОО «Корпорация Казахмыс» позволили уменьшить удельный расход ВВ на 8—12%, увеличить выход горной массы 1 пог. м шпура на 8—12%, обеспечить требуемый гранулометрический состав взорванной горной массы и подвигание забоя. Принципиальное отличие новой методики от известных заключается в том, что впервые в горной науке в качестве определяющего показателя результатов взрыва ВВ в твердой среде принят предельный радиус взрывной полости, образованной взрывом ВВ в породе, благодаря которому результаты взрыва хорошо согласуются с физико-механическими свойствами пород, физико-химическими характеристиками применяемого ВВ и условиями взрывания.

Ракишев Б. Р., Орынбай А. А., Мусахан А. Б., Толеуов К. А. Обоснование параметров цилиндрического вруба в горизонтальной подземной выработке // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 12. – С. 31–46. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_12_0_31.

Ракишев Баян Ракишевич¹ — академик НАН РК, д-р техн. наук, профессор, e-mail: b.rakishev@mail.ru,
Орынбай Асфандияр Айтказыулы¹ — докторант PhD, старший преподаватель, e-mail: asfa_orin@mail.ru, Алматинский университет энергетики и связи, Алматы, Казахстан,
Мусахан Ануар Бахытжанулы¹ — докторант PhD, младший научный сотрудник, e-mail: a_mussakhan@yahoo.com
Толеуов Касымхан Абюрханович — главный специалист по буровзрывным работам, ПО ЖЦМ ТОО «Корпорация Казахмыс», Жезказган, Казахстан, e-mail: kasiymhan.toleyov@kazakhmys.kz,
¹ Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, Алматы, Казахстан,

Ракишев Б.Р., e-mail: b.rakishev@mail.ru.

1. Кутузов Б. Н., Андриевский А. П. Новая теория и новые технологии разрушения горных пород удлиненными зарядами взрывчатых веществ: монография. — Новосибирск: Наука, 2002. — 95 с.

2. Вохмин С. А., Курчин Г. С., Кирсанов А. К., Грибанова Д. А. Расчет конструкции прямого призматического вруба // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 1-1. — С. 27.

3. Chandrakar S., Paul P. S., Sawmliana C. Influence of void ratio on «Blast Pull» for different confinement factors of development headings in underground metalliferous mines // Tunnelling and Underground Space Technology. 2021, vol. 108, article 103716. DOI: 10.1016/j. tust.2020.103716.

4. Salum A. H., Murthy V. M. S. R. Optimising blast pulls and controlling blast-induced excavation damage zone in tunnelling through varied rock classes // Tunnelling and Underground Space Technology. 2019, vol. 85, no. 3, pp. 307—318.

5. Должиков К. И., Мангуш С. К. Методика расчета параметров буровзрывных работ при проведении подземных горных выработок // Научный вестник Московского государственного горного университета // 2012. — № 11. — С. 13—24.

6. Умаров Ф. Я., Насиров У. Ф., Нутфуллоев Г. С., Назаров З. С., Шарипов Л. О. Повышение эффективности проходки подземных горных выработок с использованием шпуровых зарядов с кумулятивным эффектом // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2020. — № 3. — С. 15—23.

7. Стафеев А. А., Хобта А. А. Определение пробивного расстояния между параллельными шпурами и скважинами в прямых врубах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 5. — С. 362—369.

8. Каплунов Д. Р., Юков В. А. Изменение параметров взрывной отбойки для повышения эффективности рудничного предварительного обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 9. — С. 172—184.

9. Кирсанов А. К., Вохмин С. А., Курчин Г. С. Совершенствование методики расчета параметров буровзрывных работ при строительстве горизонтальных и наклонных горных выработок на примере рудников ЗФ ОАО ГМК «Норильский никель» // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. — 2015. — Т. 8. — № 4. — С. 396—405.

10. Козырев С. А., Фаттахов Э. И. Автоматизированное проектирование буровзрывных работ при проведении горных выработок // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. — № S7. — С. 105—113.

11. Catalan A., Onederra I. Modelling of preconditioning by blasting in block and panel caving // Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy, Section A: Mining Technology. 2016, vol. 126, no. 2, pp. 1—18. DOI: 10.1080/14749009.2016.1252556.

12. Xiu-wei Chai, Sha-sha Shi, Yao-feng Yan, Jian-guo Li, Long Zhang Key blasting parameters for deep-hole excavation in an underground tunnel of phosphorite mine // Advances in Civil Engineering. 2019, vol. 2019, article 4924382. DOI: 10.1155/2019/4924382.

13. Chakraborty A. K., Roy P. P., Jethwa J. L., Gupta R. N. Blast performance in small tunnels — a critical evaluation in underground metal mines // Tunnelling and Underground Space Technology. 1998, vol. 13, no. 3, pp. 331—339. DOI: 10.1016/S0886-7798(98)00059-5.

14. Wenbo Lu, Jianhua Yang, Ming Chen, Chuangbing Zhou An equivalent method for blasting vibration simulation // Simulation Modelling Practice and Theory. 2011, vol. 19, no. 9, pp. 2050—2062. DOI: 10.1016/j.simpat.2011.05.012.

15. Покровский Г. И., Федоров И. С. Действие удара и взрыва в деформируемых средах. — М.: Промстройиздат, 1957. — 276 с.

16. Ракишев Б. Р. Прогнозирование технологических параметров взорванных пород на карьерах. — Алма-Ата: Наука, 1983. — 240 с.

17. Ракишев Б. Р. Автоматизированное проектирование и производства массовых взрывов на карьерах. — Алматы: Ғылым, 2016. — 340 с.

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

19. Физика взрыва / Под ред. К. П. Станюковича. — М.: Наука, 1975. — 704 с.

20. Ханукаев А. Н. Физические процессы при отбойке горных пород взрывом. — М.: Недра, 1974. — 223 с.

21. Адушкин В. В., Сухотин А. П. О разрушении твердой среды взрывом // Прикладная механика и техническая физика. — 1961. — № 4. — С. 94—102.

22. Родионов В. Н., Адушкин В. В., Костюченко В. Н. и др. Механический эффект подземного взрыва. — М.: Недра, 1971. — 200 с.

23. Rakishev B. R., Rakisheva Z. B. Basic characteristics of the stages of rock massif destruction by explosive crushing / Proceedings of the 7th International Conference on Physical Problems of Rock Destruction. Beijing, China. 2011, pp. 65—69.

24. Powers L., Snell M. Microsoft Visual Studio 2015 Unleashed. 3rd edition, Indianapolis, United States: Sams, 2015, 1292 p.