"Взрывное дело"— научно-технический сборник

Опытно-промышленная проверка вероятностной модели короткозамедленного инициирования системы скважинных зарядов

Ключевые слова:массовые взрывы, электронные средства инициирования, сейсмическое воздействие, сейсмограмма, скорость смещения

В статье сформулированы основные принципы методики расчета фактического времени инициирования системы скважинных зарядов при короткозамедленном взрывании, основанной на нормальном законе распределения времени срабатывания скважинных и поверхностных замедлителей. В качестве примера выполнен расчетколичества зарядов, попадающих в группы инициированияво временном интервале от 0 до 20 мсс суммарной массой ВВ зарядов в этих группах при использовании пиротехнических внутрискважинных замедлителей ИСКРА-С иэлектронных замедлителей ИСКРА-Т. Результаты расчета сопоставлены с сейсмограммами скоростей смещений, записанных при взрывании соответствующих блоков в конкретных горнотехнических условиях. Показано, что расчетные гистограммы распределения массы по группам одновременности согласуются с положением пиков скоростей смещений на сейсмограммах. Использование электронных скважинных замедлителейИСКРА-Т позволяет снизить количество зарядов,инициирующих в интервале замедления менее 20 мс.

1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. Правила безопасности при взрывных работах: сборник документов. Серия 13. Выпуск 14.– М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности. – 2014. – 332 с.(cизменениями от 30 ноября 2017 г. № 518).
2. Гриб Г.В. Зависимость сейсмического действия взрыва в массиве горных пород от технологических условий ведения взрывных работ/
3. Г.В. Гриб, А.Ю. и др. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, том 14, №1(8), 2012
4. Сысоев А.А. Анализ систем инициирования скважинных зарядов на карьерах// Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2016. № 4. С. 60-67.
5. Кондратьев С.А.Современные средства инициирования АО «НМЗ «ИСКРА». С.А. Кондратьев, С.А. Поздняков, А.С. Иванов, К.А. Вандакуров// Взрывное дело. –2019. № 123/80. – С. 136-144.
6. Машуков И.В. Расчет безопасных расстояний по сейсмическому воздействию массовых взрывов для зданий и сооружений с учетом схемы взрывания скважинных зарядов / И.В. Машуков, В.П. Доманов, А.Г. Серг, Д.А. Егоров // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. № 1.2 – 2013. – С. 6-23.

Влияние конструкции заряда на гранулометрический состав горной массы

Ключевые слова:карьер, конструкция заряда, скважинная забойка, запирающее устройство, гранулометрический состав, выход негабарита, развал горной массы, волны отражения, задержка вылета забойки

Работа посвящена вопросу повышение доли полезного использования энергии взрыва при производстве массовых взрывов на карьерах строительных материалов Ленинградской области. Эксперименты по определению гранулометрического состава и геометрических параметров развала горной массы, были проведены на карьерах ОАО «Каменногорское КУ». Была проведена оценка качества развала горного массива после производства взрыва, а также качества фракционного состава разрушенной горной массы. По результатам проведенных мероприятий было составлено логарифмическое распределение гранулометрического состава, которое указывает на оптимальный средний размер куска отдельности.

1. Вилкул Ю.Г., Перегудов В.В. Влияние гранулометрического состава взорванной горной массы на технико-экономические показатели работы карьеров. // Криворожский технический университет, разработка рудных месторождений, вып. 94, 2011. С. 3-7
2. Рождественский В.Н. Прогнозирование качества дробления трещиноватых массивов при многорядном взрывании зарядов // Технология и безопасность взрывных работ. Материалы научно-технической конференции «Развитие ресурсосберегающих технологий во взрывном деле», 2011 г. – Екатеринбург: Изд-во ИГД УрО РАН, 2012. – С. 38-43.
3. Казаков H.H., Закалинский В.М. О КПД взрыва // Проблемы взрывного дела. Сб. статей и докладов №1, 2002. – С.203.
4. Шер Е.Н., Александрова Н.И. Исследование влияния конструкций скважинного заряда на размер зоны разрушения и время ее развития в горных породах при взрыве // Новосибирск, СОР АН ФТПРПИ, №1, 2007. С. 76 – 85.
5. Ковалевский B.Н., Румянцев А.Е., Дамбаев Ж.Г.Оценка качества блоков облицовочного камня при их взрывном отделении от массива зарядами различных конструкций // Освоение минеральных ресурсов севера: проблемы и решения: Воркутинский горный институт (филиал) ФГБ ОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». –Вокрута, 2013. С. 80-82
6. Барон Л.И.Кусковатость и методы её измерения. – М.: АН ССР, 1960. – 122 с.
7. Барон Л.И., Личелли Г.П. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке. – М.: Недра, 1966. – 136с.
8. Барон С.И., Сиротюк Г.Н. Проверка применимости уравнения Розина-Раммлера для исчисления диаметра среднего куска при взрывной отбойке горных пород. // Сб. «Взрывное дело», Недра, 1967, №62/19.
9. Казаков Н.Н., Викторов С.Д. Определение параметров развала отбитой взрывом горной массы на карьерах. // Физические проблемы разрушения горных пород. Новосибирск, Недра, 2003. – С. 137-140

Взрывное дробление минеральных солей при скважинном способе их добычи

Ключевые слова:минеральные соли, взрывчатое вещество, скважинный заряд, параметры заряда, мелкодисперсное дробление, зона регулируемого дробления

Проведен анализ влияния различных факторов на размеры зон регулируемого дробления и раздавливания применительно к взрывному разрушению продуктивного пласта при добыче минеральных солей скважинным способом. Даны зависимости относительного радиуса зоны регулируемого дробления от начального давления продуктов детонации взрывчатого вещества, от прочности минеральных солей. Эти данные могут быть использованы при выборе типов промышленных взрывчатых веществ в зависимости от физико-механических свойств минеральных солей.

1. Патент РФ № 2186208 «Способ скважинной добычи минеральных солей» от 27.07.2002 г.
2. Вишняков А.К., Баталин Ю.В., Хамик В.А. Скважинный способ добычи горизональными камерами на примере месторождений минеральных солей // Рациональное освоение недр. – №5-6. – 2014. – С. 98-105.
3. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюченко В.Н. и др.: Под общей ред. Садовского М.А. Механический эффект подземного взрыва. – М.: Наука, 1971. – 224 с.
4. Адушкин В.В., Костюченко В.Н., Николаевский В.Н., Цветков В.М. Механика подземного взрыва/ М.: Недра, 1980.
5. Цветков В.М., Сизов И.А., Ливщиц Л.Д., Лукашов Г.Г. Разрушение и гранулометрический состав осколков при взрыве в хрупкой среде // Взрывное дело. Сб. № 89/46. – М.: Недра, 1986.
6. Крюков Г.М., Глазков Ю.В. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом промышленных ВВ. Отдельные статьи ГИАБ. – 2003. – №11. – 67 с. – М.: Изд-во МГГУ.
7. Крюков Г.М. Модель взрывного рыхления горных пород на карьерах. Выход негабарита. Средний размер кусков породы в развале. Отдельные статьи Горного информационного бюллетеня. 2005. № 2. – М.: МГГУ. С.-30.
8. Крюков Г.М., Белин В.А., Стадник В.В., Вавер П.А., Жаворонко С.Н. Закономерности формирования грансостава при взрывном дроблении отдельных блоков твердых материалов. Отдельные статьи ГИАБ 2009, № 8. – М.: Изд-во «Горная книга», С-73.
9. Крюков Г.М., Докутович М.И., Жаворонко С.Н. Теоретическая оценка среднего размера куска в зоне регулируемого дробления горных пород взрывом. // ГИАБ. Отдельный выпуск "Взрывное дело". Под ред. Белина В.А. 2007. №ОВ7. – С. 196-199.
10. Дугарцыренов А.В. О равновесном состоянии упругой среды при камуфлетном взрыве в ней сосредоточенного и удлиненного зарядов // Обозрение прикладной и промышленной математики. – 2005. – Т.14, вып. 1. – С. 106-107.
11. Дугарцыренов А.В. Физическая природа и механизм разрушения горной породы при камуфлетном взрыве. Взрывное дело. Выпуск №106/63. – М.: ЗАО «МВК по взрывному делу при АГН», 2011. – с.112-126.
12. Дугарцыренов А.В. Механизм разрушения пластичных горных пород при камуфлетном взрыве. Взрывное дело. Выпуск №108/65. – М. 2012. – с.134-138.
13. Белин В.А., Дугарцыренов А.В., Левкин Ю.М., Камолов Ш.А. Опытно-промышленные испытания по повышению эффективности взрывного рыхления сложноструктурных массивов с крепкими включениями месторождения Джарой – Сардара с применением новой конструкции скважинных зарядов взрывчатых веществ. – ГИАБ. – 2009. – №12.ОВ. – Маркшейдерское обеспечение взрывных работ. – С. 26-34.
14. Дугарцыренов А.В., Ким С.И., Камолов Ш.А. Особенности взрывного разрушения сложных массивов с прослоями крепких пород // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2014. – № 2. – С. 72-76
15. Дугарцыренов А.В., Ким С.И., Бельченко Е.Л., Николаев С.П. Требования к выбору параметров БВР для дробления сложноструктурных массивов горных пород комбинированными и дополнительными зарядами // Взрывное дело. – 2015. – № 113/70. – С. 142-148.

Управление параметрами массового взрыва

Ключевые слова:снижение негативных факторов, сейсмический эффект, комплекс организационно-технических решений, конструкции скважинных зарядов, оптимальные интервалы замедлений, время работы взрываемого блока.

В статье описан ряд дополнительных технических решений, позволяющих адаптировать технологию взрывания породы под производительность современного горного оборудования при этом снижая негативное воздействия от взрывных работ. В статье представлен современный подход к проведению массовых взрывов с применением отечественных средств инициирования и технологий формирования скважинного заряда, позволяющих снизить сейсмический эффект от взрыва до минимума.

Натурные испытания устройства на основе энергонасыщенного кислотогенерирующего материала

Ключевые слова:натурные испытания, устройство, энергонасыщенный кислотогенерирующий материал, кислотная обработка, нефтяной пласт, технология, растворимость

В работе проведены натурные испытания устройства на основе кислотогенерирующего энергонасыщенного материала, которые показали его большую эффективность по сравнению с применяемыми аналогами – технологиями стандартных кислотных обработок. В частности, применение устройства на основе кислотного состава позволило увеличить растворимость породы на 470%, снизить время реакции кислоты с породой в 5,1 раз, уменьшить количество непрореагировавших остатков кислот в 2,3 раза по сравнению со стандартной кислотной обработкой.

1. Аглиуллин М.М, Абдуллин В.М., Абдуллин М.М. и др. Разработка и внедрение термобарохимического метода увеличения продуктивности нефтегазовых скважин // Вестник Тюменского нефтегазового университета. 2004. №3. С. 186-189.
2. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов : учебное пособие. – М.: Недра, 1985 – 308с.
3. Кудинов В.И. Основы нефтегазопромыслового дела : учебное пособие. – Ижевск: Изд-во ИжГНУ. 2004 – 720 с.
4. Петров А.С., Мокеев А.А., Гарифуллин Р.Ш. и др. Сгораемые кислотогенерирующие композиции для повышения нефтеотдачи пластов // Взрывное дело. 2018. № 121/78. С. 124-135.
5. Садыков И.Ф., Марсов А.А., Мокеев А.А. Универсальный химический реагент для кислотной обработки призабойной зоны нефтяных пластов из карбонатных и терригенных пород // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т.16. №.13. С. 190-192.
6. Пат. 2588523 Российская Федерация, МПК E21B 43/18, МПК E21B 43/24. Устройство для обработки призабойной зоны скважины / А.А. Марсов, А.А. Мокеев, Е.А. Колышбаев; заявитель и патентообладатель ООО «ПерфоТерм». – № 2015117629/03; заявл. 08.05.15; опубл. 27.06.16, Бюл. № 18.

Моделирование процесса сварки взрывом с использованием ANSYS AUTODYN

Ключевые слова:компьютерная модель, сварка взрывом, алюминий, сталь, эксплуатационные параметры, взрывчатые вещества, программное обеспечение

В данной статье представлена методика определения давления в точке контакта соударения двух разнородных металлов при сварке взрывом с помощью программного обеспечения ANSYS AUTODYN. Проведено сравнительное изучение результатов моделирования процесса сварки взрывом. Показано, что моделирование в ANSYS AUTODYN позволяет не только визуализировать процесс сварки взрывом, но и наблюдать его в разные моменты времени, что невозможно сделать в натурных экспериментах.

1. Захаренко И.Д. Сварка металлов взрывом. – Минск: Наука и техника, 1990. – 203 с.
2. Лысак В.И., Кузьмин С.В. Сварка взрывом. – М.: Машиностроение, 2005. – 544 с.
3. Кузьмин С.В., Чугунов Е.А., Лысак В.И. и др. Новая методика исследования пластической деформации металла в околошовной зоне свариваемых взрывом соединений // Физика и химия обработки материалов. 2000. №2. С. 54-60.
4. Корнев М.В., Яковлев И.В. Модель волнообразования при сварке взрывом // Физика горения и взрыва. 1984. Т. 20. № 2. С. 87 – 90.
5. Гринберг Б.А., Елкина О.А., Пацелов А.М. и др. Проблемы перемешивания и расплавления при сварке взрывом (алюминий – тантал) // Автоматическая сварка. 2012. № 9. С. 15 – 22.
6. Мухутдинов А.Р., Вахидова З.Р., Ефимов М.Г. Компьютерное моделирование бризантного действия взрыва // Информационные технологии. 2016. Т.22, №5. С. 340-343.
7. Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г., Александров В.Н. и др. Определение надежности защитного ограждения с использованием компьютерного моделирования // Вестник казанского технологического университета. 2017. Т.20. № 22. С. 94-96.
8. Мухутдинов А.Р., Ефимов М.Г. Основы применения ANSYS Autodyn для решения задач моделирования быстропротекающих процессов: учебное пособие. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2016. – 244 с.

Использование диаграмм лагранжа для точного инициирования взрывов. Часть I: две взаимодействующие взрывные скважины

Ключевые слова:замедление, взрывные скважины, фрагментация пород, механика трещин

С помощью концепции диаграмм Лагранжа в настоящей работе детально описан расчет времени замедления между взрывными скважинами в ряду и между рядами взрывных скважин с учетом точного времени инициирования в рамках новой усовершенствованной технологии взрывных работ, основанной на использовании электронных детонаторов.
После введения понятий «взрывная волна» и «трещины» в работе рассмотрена роль взаимодействия взрывных волн для оптимальной фрагментации пород в процессе взрывания на поверхности и на уступах. В первой части статьи описываются две взаимодействующие взрывные скважины, вторая часть посвящена трем и более взаимодействующим скважинам, а в третьей части рассматривается взаимодействие с открытой поверхностью, которое встречается при взрывании уступов.
В настоящей статье сделано несколько упрощающих допущений в отношении горной массы, а также механической обработки. К основным допущениям относится рассмотрение горного массива как континуума с конечным пределом прочности на растяжение и сжатие, при этом влияние структурной геологии не принимается во внимание. Кроме того, анализ в первой части упрощается двумя «учебными» предположениями о том, что все волны являются плоскими (т. е. одномерными), а трехмерные эффекты от взрывных скважин и зарядов конечного размера не учитываются.
Эта работа также показывает, что для успешного применения новой взрывной технологии в промышленности необходимы знания в области распространения волн и механики трещин. В частности, время замедления, скорость распространения волн в горном массиве, форма импульса волны и несоответствие акустического сопротивления (не рассматривается в этой статье) стали решающими параметрами усовершенствованной технологии взрывных работ.
На основании скорости и формы взрывной волны, промышленные испытания, проведенные в различных странах (Австралия, Чили и т. д.), показали, что для получения оптимального времени замедления необходимы более короткие интервалы замедления в сочетании с более широкой сеткой бурения, а также использование значительно уменьшенного объема ВВ, т.е. более низкий удельный расход ВВ. Это на первый взгляд противоречивое утверждение полностью оправдывается при использовании научных принципов ведения взрывных работ и при переходе из области искусства в область научной дисциплины.

1. Lopez, C.J., Lopez-Jimeno, E. and Ayala Carcedo, F.J.: Drilling and Blasting of Rocks. A.A. Balkema Publishers, The Netherlands, 1995.
2. Rossmanith, H.P.: Collection of Reports Published by the Fracture and Photo-Mechanics Laboratory of the Institute of Mechanics at Vienna University of Technology, 1978-2002.
3. Rossmanith, H.P. (ed.): Teaching and Education in Fracture and Fatigue. E&FN SPON (a Chapman & Hall Publication), London, 1996.
4. Rossmanith, H.P. (ed.): Rock Fracture Mechanics. CISM Course # 275. Springer-Verlag, Vienna, New York, 1983.
5. Fourney, W.L. et al.: Collection of Reports Published by the Photomechanics Laboratory of the University of Maryland, 1973-1987.
6. Thiess, Co.: Private communication, 1999-2000.
7. CODELCO/Enaex: Trial Tests With Electronic Detonators. Private communication. Chuquicamata Mine, Chile, 2000.
8. Blair, D.P. and Armstrong, L.W.: The Spectral Control of Ground Vibration Using Electronic Delay Detonators. Fragblast 3 (1999), pp. 303-334.
9. Cunningham, C.V.B.: The Effect of Timing Precision on Control of Blasting Effects. In: Proc. 1st World Conference on Explosives and Blasting Techniques «Explosives and Blasting Technique», Munich, Germany, 2000, pp. 123-128.
10. Holmberg, R. (ed.): Explosives & Blasting Technique. In: Proc. 1st World Conference on Explosives and Blasting Techniques «Explosives and Blasting Technique», Munich, Germany, 2000.
11. Rossmanith, H.P.: The Influence of Delay Timing on Optimal Fragmentation in Electronic Blasting. In: Proc. 1st World Conference on Explosives and Blasting Techniques «Explosives and Blasting Technique», Munich, Germany, 2000, pp. 141-147.
12. Yamamoto, M., Ichijo, T., Inaba, T., Morooka, K. and Kaneko, K.: Experimental and Theoretical Study on Smooth Blasting With Electronic Delay Detonators. Fragblast 3 (1999), pp. 3-24.
13. Graff, K.F.: Wave Motion in Elastic Solids. Oxford University Press/Dover Publications, Oxford, 1975.
14. Rossmanith, H.P. (ed.): Fracture Research in Retrospect.Balkema, The Netherlands, 1997.
15. Rinehart, J.S.: Stress Transients in Solids. Hyperdynamics, Santa Fe, NM, USA, 1975.
16. Rossmanith, H.P. and Fourney, W.L.: Fracture Initiation and Stress Wave Diffraction at Cracked Interfaces in Layered Media: I.- Brittle-Brittle-Transition. Rock Mechanics 14 (1982), pp. 209-233.
17. Kanninen, M.F. and Popelar, C.H.: Advanced Fracture Mechanics. McGraw-Hill, New York, 1985.
18. Atkinson, B.K. (ed.): Fracture Mechanics of Rock. Academic Press, New York, 1987.
19. Clark, G.B.: Principles of Rock Fragmentation. Wiley, New York, 1987.
20. Broek, D.: The Practical Use of Fracture Mechanics. Kluwer Academic Press, Dodretch, 1998.
21. Daehnke, A., Rossmanith, H.P. and Kouzniak, N.: Dynamic Fracture Propagation Due to Blast-Induced High Pressure Gas Loading. Rock Mechanics Tools & Techniques. In: Proc. 2nd North American Rock Mechanics Symp., Montreal.Balkema, The Netherlands, 1996, pp. 619-626.
22. Daehnke, A., Rossmanith, H.P. and Schatz, J.F.: On Dynamic Gas Pressure Induced Fracturing. Fragblast 1 (1997), pp. 73-98.
23. Rossmanith, H.P., Uenishi, K. and Kouzniak, N.: Blast wave propagation in rockmass – part I: Monolithic medium. Fragblast 1 (1997), pp. 317-359.

Геологическая классификация качества и взрываемости горного массива со средним расстоянием между нарушениями

Ключевые слова:взрываемость, нарушения, геологическая классификация, горный массив

Всем известно, что успех отработки геологических отложений играет важную роль в обеспечении устойчивости. Более того, если рассматриваемая геологическая формация состоит из скальных пород, и требуется использование взрывчатых веществ, потребность в успешных взрывных работах многократно возрастает. В настоящей статье предложена система качества взрываемости (BQS) для организации классификации геологических отложений на основании изменения коэффициента взрываемости (BI) в зависимости от качества горного массива. Система BQS объединяет взрываемость и качество горных массивов со средним расстоянием между нарушениями (0,1-1 м). Система качества взрываемости (BQS) может быть простым и широко используемым инструментом, поскольку она позволяет одновременно оценить взрываемость и качество горного массива. В настоящей статье рассмотрено влияние взрываемости в геологических отложениях с учетом расчетом и параметров системы BQS.

1. Z.T. Bieniawski, «Engineering rock mass classifications» New York: Wiley, 1989.
2. M.PK. Cai, Kaiser, H. Uno, Y. Tasaka, M. Minami, «Estimation of rock mass deformation modulus and strength of jointed hard rock masses using the GSI system» Int J Rock Mecdh Min Sci; vol.41, pp. 3-19, 2004.
3. M. Chatziangelou, B. Christaras, «Blastability Index on poor quality rock mass» Int. J. of Civil Engineering (IJCE), vol. 2, no. 5, pp. 9-16, 2013.
4. B. Christaras, M. Chatziangelou, «Blastability Quality System (BQS) for using it, in bedrock excavation» Structural Engineering and Mechanics, Techno-Press Ltd., vol. 51, no.5,pp.823-845, 2014.
5. K.Hino, «Theory and Practice of Blasting», Noppon Kayaku Co, Ltd, 1959.
6. E. Hoek, PK. Kaiser, WF. Bawden, «Support of underground excavations in hard rock», Rotterdam, Balkema, 1995.
7. E. Hoek, A. Karzulovic, «Rock mass properties for surface mines. Slope Stability in Surface Mining», In: Hustralid WA, McCarter MK, van Ayl DJA (eds) Littleton, Colorado: Society for Mining, Metallurgical and Exploration (SME), pp.59-70, 2000.
8. C.L. Jimeno, E.L. Jinemo & F.J.A. Carcedo, «Drilling & Blasting of Rocks» A.A.Bulkema, Rotterdum, Brookfield Publication, p160-180, 1995.
9. D. Kaushik, S. Phalguni, «Concept of Blastability – An Update, The Indian Mining & Engineering Journal», vol.42, no.8&9, pp.24-31, 2003.
10. J.P. Latham and Lu Ping, «Development of a assessment system for the blastability of rock masses», International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol. 36, pp.41-55, 1999.
11. P. Lilly, «An Empirical Method of Assessing Rock mass blastability», Large Open Pit Mine Conference, Newman, Australia, pp.89-92, 1986.
12. F.Mohs, Versucheiner Elementar- Methodezur Naturhistoris chen Best immung und Erkennung von Fossilie» OsterreichLexikon, 1812.
13. V. Murthy, D. K., R. Raitani, «Prediction of over break in underground tunnel blasting. A case study.» Journal of Canadian Tunnelling Canadian, pp. 109-115, 2003.
14. Ar. Palmstrom, «Recent developments in rock support estimates by the RMi», J Rock MechTunnellTechn, vol. 6, no.1, pp. 1-19, 2000.
15. Palmstrom A. «Measurements of and correlations between block size and rock quality designation (RQD).» Tunnels and Underground Space Technology, Vol. 20, 2005, pp. 362-377, www.rockmass.net. 2005.
16. Ar. Palmstrom, «Combining the RMR, Q and RMi classification systems», www.rockmass.net, 2009.
17. S.D. Priest & J.A. Hudson, «Discontinuity spacing’s in rock», Int. Jour. Rock. Mech. Min. Sci. & Gomech, vol.13, pp.135-148, 1976.
18. M. Romana, , J.B. Seron, , E. Montalar, «SMR Geomechanics classification: Application, experience and validation», ISRM, Technology roadmap for rock mechanics, South African Institute of Mining and Metallurgy, 2003.
19. P. Singh, Am. Sinha, «Rock Fragmentation by blasting», Taylor & Francis, CRC Press, 2012.
20. H. Sonmez and R. Ulusay, «Modifications to the geological strength index (GSI) and their applicability to stability of slopes», Int J Rock Mech Min Sci; vol.36, pp. 743-760, 1999.
21. G. Tsiambaos, H. Saroglou, «Excavatability assessment of rock masses using the Geological Strength Index (GSI)», Bull Eng Geol Environ, vol. 69, pp. 13-27, 2010.21.

Оценка максимальной колебательной скорости в ближней зоне. Математическая модель

Ключевые слова:максимальная колебательная скорость в ближней зоне, PPV, повреждение горных пород, взрывные работы

Максимальная колебательная скорость (PPV, от англ. Peakpartic-levelocity) является важным параметром при оценке повреждений горных пород и геологических структур. Как правило, колебания грунта измеряют с помощью сейсмографа на каком-либо расстоянии от взрывного забоя для обеспечения сохранности прибора. Однако повреждение горных пород возникает очень близко к взрывным скважинам, поэтому показатель PPV в зоне отбойки нельзя непосредственно измерить. В наблюдениях дальней зоны заряд рассматривается как точечный источник, поскольку расстояние измерения значительно больше длины колонки заряда. Однако при оценке PPV в ближней зоне нельзя игнорировать длину заряда. В связи с этим, для оценки показателя PPV в ближней зоне была разработана математическая модель. В предлагаемой модели выполнен расчет эффекта элементарного заряда в колонке, который затем суммировался для получения показателя по всей колонке заряда. Таким образом, предполагалось, что взрывные волны от всех элементарных зарядов в колонке достигали рассматриваемой точки в одно и то же время. Эта методика может быть полезной при оценке масштаба повреждений горных пород в результате взрывных работ.

1. Bauer A, Calder PN (1970). Open Pit and Blasting, Seminar Mining Engg. Dept, publication, Queen's University, Kingston, Ontario, p. 3.
2. Blair D, Minchinton A (1996). On the damage zone surrounding a single blasthole, Proceedings of Rock fragmentation by blasting, FRAGBLAST-5, (Ed) Mohanty, Montreal, Quebec, Canada, 23-24 August, pp. 121-130.
3. Bogdanhoff I (1996). Vibration measurements in damage zone in tunnel blasting, Proceedings of Rock fragmentation by blasting, FRAGBLAST-5, (Ed) Mohanty, Montreal, Quebec, Canada, 23-24 August, pp. 177-185.
4. Dey K (2004). Investigation of blast-induced rock damage and development of predictive models in horizontal drivages, Unpublished Ph. D. thesis, ISM, Dhanbad, p. 235.
5. Edwards AT, Northwood TD (1960). Experimental studies of effects of blasting on structures, The Engineer, p. 211.
6. Holmberg R, Persson PA (1979). Swedish approach to contour blasting, Proceedings of Fourth Conference on explosive and blasting techniques, pp. 113-127.
7. Langefors U, Kihlström B (1973). The Modern Techniques of rock blasting, John Wiley and Sons, New York, p. 473.
8. Meyer T, Dunn PG (1995). Fragmentation and rockmass damage assessment Sunburst excavator and drill and blast, Proceedings North American Rock Mechanics Symposium, pp. 609-616.
9. Murthy VMSR, Dey K (2002). Prediction of Overbreak in Underground Tunnel Blasting – A Case Study, North American Rock Mechanics Symposium2002, July 7 to July 10, Toronto, Canada, pp. 1499-1506.
10. Nicholls HR, Johnson CF, Duvall Wl (1971). Blasting vibrations and their effects on structures, USBM bulletin, 656: 105.
11. Oriard LL (1982). Blasting effects and their control, SME Handbook, Littleton, Colorado, pp. 1590-1603.
12. Paventi M, Lizotte Y, Scoble M, Mohanty B (1996). Measuring Rockmass Damage in Drifting, Proceedings of Fifth International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting, FRAGBLAST-5, (Ed) Mohanty, Montreal, Quebec, Canada, August 23-24, pp. 131- 138.
13. Rustan LN (1985). Controlled blasting in hard intense jointed rock in tunnels, CIM Bulletin, Dec. 78(884): 63-68.
14. Yang RL, Rocque P, Katsabanis P, Bawden WF (1993). Blast damage study by measurement of blast vibration and damage in the area adjacent to blast hole, Proceedings of Fourth International seminar on Rock Fragmentation by Blasting, FRAGBLAST – 4, (Ed) Rossmanith, Vienna, Austria 5-8 July, pp. 137-144.

Развитие взрывных работ на алмазном руднике ЭКАТИ (EKATI™)

Ключевые слова:рудник Экати, мониторинг взрывных работ, щелеобразование

Представлен обзор проектов ведения взрывных работ и усовершенствованных взрывных технологий на алмазном руднике Экати, а
также результаты трех экспериментов по мониторингу взрывных работ. Мониторинг взрывных работ проводился в целях изучения механизмов разрушения массива сильно трещиноватых горных пород рудника при взрыве. Проводились измерения повреждений горного массива, вызванных взрывами, производившимися в целях добычи, предварительного щелеобразования и заоткоски уступов. Для производства массовых взрывов на руднике Экати используют скважины диаметром 270 мм, а для предварительного щелеобразования — скважины диаметром 165 мм с рассредоточенным зарядом. Скважины для массовых взрывов заряжаются смесью непатронированной эмульсии и АНФО.План горных работ предусматривает использование сдвоенных уступов высотой 30 м. Уступ высотой 30 м разбуривается скважинами предварительного щелеобразования и взрывается до производства массовых взрывов, которые выполняются последовательными 15-метровыми уступами. Настоящая статья содержит общее описание оборудования для мониторинга и полученные на данный момент данные.

1. BrentG.F. &Smith G.E. 1996. Borehole pressure measurements behind blast limits as an aid to determining the extent of rock damage. Fragblast 5, Proc. 5th In/. Symp. on Rock Fragmentation bv Blasting, Montreal, Balkema, 103-112.
2. Brent G.F. & Smith G.E. 1999. The detection of blast damage by borehole pressure measurement. Fragblast 6, Proc 6th Int. Symp. on Rock Fragmentation by Blasting, Johannesburg, Balkema.
3. Bulow B.M. & Chapman J. 1994. Limit blast design at Argylle Mine.Proc. Open Pit Blasting Workshop, Curtin University, Perth, 104-109.
4. Dowding C.H., 1985, Blast Vibration Monitoring and Control, Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 297p.
5. Forsyth W.W., Connors C.& Clark L. 1997. Blast damage assessment al the Trout Lake Mine. Proc. 99h CIM Annual General Meeting, Vancouver, on CD, 9p.
6. Holmberg R. &Persson P.A. 1979. Design of tunnel perimeter blasthole patterns to prevent rock damage. Proc. /MM Tunnelling '79 Conference, London, 280-283
7. LeJuge G.E., Jubber L., Sandy D.A. & McKenzie CK. 1994. Blast damage mechanisms in open cut mining, Proc. Open Pit Blasting Workshop, Curtin University. Perth, 96-103.
8. Lilly J.D. 1987. Achieving pit wall integrity with large diameter blast holes. Proc. 2" International Symposium on Rock Fragmentation Bv Blasting, Keystone, Balkema, 634-645
9. McKenzie CK.. Holley KG. &LeJuge G.E. 1992. Rock damage from blasting. Proc. Asia Pacific Con/. – Quarrying the Rim, Hong Kong.
10. OuchterlonyF..Nie S., Nyberg U. & Deng J. 1996. Monitoring of large open cut rounds by VOD, PPV and gas pressure measurements. Fragblast 5, Proc. 5th Int. Symp. on Rock Fragmentation bv Blasting, Montreal, Balkema. 167-176.
11. Peterson J. 1998. Fragmentation Analysis – BHP Diamonds Inc. Ekati Mine. Polar Explosives Ltd., Report to BHP Diamonds, 9p.
12. Preston C.J. &Teinkamp N.J. 1984. New techniques in blast monitoring and optimization, CIM Bulletin, 77(867), 43-48,
13. Williamson S.R.& Armstrong M.E. 1986. The measurement of explosive product gas penetration.Proc.'.argeOpen-pitMining Conference, AuslMM, 147-151.

Модели взрывной вибрации в ближнем волновом поле

Ключевые слова:поле Холмберга-Перссона, динамическая модель конечных элементов, вибрационные повреждения

Модель вибрационных повреждений в ближнем поле Холмберга-Перссона используется постоянно, несмотря на то, что десять лет назад она была признана некорректной с точки зрения элементарной физики. Для решения этой проблемы представлен подробный «рецепт» новой, легко реализуемой модели. Эта новая модель — Scaled Heelan, основана на стандартной модели Heelan (для сигнала), измененной для включения масштабирования веса заряда. Таким образом, эта модель Scaled Heelan поддерживает некоторые аспекты в духе первоначального подхода Холмберга-Перссона. Приведено сравнение моделей Heelan, динамической модели конечных элементов (ДМКЭ) и новой модели полного поля, показывающей во всех случаях хорошую согласованность между результатами расчетов по ДМКЭ и методу полного волнового поля. Однако модели Heelan показывают некоторые расхождения для определенных частот распространения волн, даже на больших расстояниях от источника. Тем не менее, эти модели Heelan имеют ценность просто потому, что они включают в себя такие факторы, как скорость детонации и различные типы волн, и, кроме того, требуют значительно меньшего времени вычислений, чем методы ДМКЭ или полного волнового поля.

1. Adamson, W R and Scherpenisse, C R, 1998. The measurement and control of blast induced damage of final pit walls in open pit mining, in Proceedings of 24th Annual Conference on Explosives and Blasting Techniques, Vol II, pp 539-556, (International Society of Explosives Engineers: Cleveland).
2. Blair, D P, 2005. Seismic radiation from a short cylindrical charge, (Submitted).
3. Blair, D P, 2004. Charge weight scaling laws and the superposition of blast vibration waves, Int J Blasting and Fragmentation, 8(4):221-239.
4. Blair, D P and Minchinton, A, 1996. On the damage zone surrounding a single blasthole, in Proceedings Fifth International Symposium on Fragmentation by Blasting – Fragblast 5, (ed: B Mohanty), pp 121-130 (A A Balkema: Rotterdam).
5. Grady, D E, Kipp, M E and Smith, C S, 1980. Explosive fracture studies on oil shale, Society of Petroleum Engineers Journal, October:349-356.
6. Heelan, P A, 1953. Radiation from a cylindrical source of finite length, Geophysics, 18:685-696.
7. Holmberg, R and Persson, P A, 1979. Design of tunnel perimeter blasthole patterns to prevent rock damage, in Tunnelling'79. Proceedings of 2nd International Symposium on Tunnelling, (ed: M J Jones), pp 2870-283 (Institution of Mining and Metallurgy, London).
8. Hustrulid, W and Wenbo, L U, 2002. Some general design concepts regarding the control of blast-induced damage during rock slope excavation, in The Seventh International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting, (ed: W Xuguang), pp 595-604 (Metallurgical Industry Press, Beijing).
9. Keller, R and Ryan, J, 2001. Considerations for the excavation of subsurface facilities by drill and blast methods, Yucca Mountain project, in Proceedings of 27th Annual Conference on Explosives and Blasting Techniques, Vol II, pp 39-68, (International Society of Explosives Engineers: Cleveland).
10. Keller, R and Kramer, N, 2000. Considerations for drill and blast excavation of a geologic repository for the disposal of high-level radioactive nuclear waste at Yucca Mountain, in Proceedings of 26th Annual Conference on Explosives and Blasting Techniques, Vol I, pp 31-46, (International Society of Explosives Engineers: Cleveland).
11. Larson, D B, 1982. Explosive energy coupling in geologic materials. Int J Rock Mech Min Sci & Geomech Abstr, 19:157-166.
12. Liu, Q, Tran, H, Counter, D and Andrieus, P, 1998. A case study of blast damage evaluation in open stope mining at Kidd Creek mines, in Proceedings of 24th Annual Conference on Explosives and Blasting Techniques, Vol II, pp 323-336, (International Society of Explosives Engineers: Cleveland).
13. McKenzie, C K, 1999. A review of the influence of gas pressure on block stability during rock blasting, in Proceedings of Explo '99, (ed: C Workman-Davies), pp 173-179, (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne)
14. McKenzie, C K and Holley, K G, 2004. A study of damage profiles behind blasts, in Proceedings of 30th Annual Conference on Explosives and Blasting Techniques, Vol II, pp 203-226, (International Society of Explosives Engineers: Cleveland).
15. Meredith, J A, 1990. Numerical and analytical modelling of downhole seismic sources: the near and far field, PhD thesis, Massachusetts Institute of Technology, Boston.
16. Minchinton, A and Dare-Bryan, P, 2005. The application of computer modelling for blasting and flow in sublevel caving operations, in 9th AusIMM Underground Operators' Conference 2005, pp 65-73, (The Australasian Institute of Mining and Metallurgy: Melbourne).
17. Nie, S, 1999. Measurement of borehole pressure history in blast holes in rock blocks, in Proceedings Sixth International Symposium for Rock Fragmentation by Blasting, pp 91-97, (The South African Institute of Mining and Metallurgy, Johannesburg).
18. Onderra, I and Esen, S, 2004. An alternative approach to determine the Holmberg-Persson constants for modelling near field peak particle velocity attenuation, Int J Blasting and Fragmentation, 8(2):61-84.
19. Onderra, I, 2004. A fragmentation modelling framework for underground ring blasting applications, Int J Blasting and Fragmentation, 8(3):177-200.
20. Ryan, J M and Harris S P, 2000. Using state of the art blast modelling software to assist the excavation of the Yucca Mountain nuclear waste repository, in 2000 High- Tech Seminar: State-of-the-Art, Blasting Technology, Instrumentation and Explosives Applications, (ed: R F Chiappetta), pp. 407-423, (Blasting Analysis International: Allentown).
21. Shastri, S M and Malumdar, S, 1982. A dynamic finite element analysis of stress-wave propagation and rock fragmentation in blasting, in Proceedings Fourth International Conference on Numerical Methods in Geomechanics, (ed: Z Eisenstein), pp 437-447, (A A Balkema: Rotterdam).
22. Villaescusa, E, Onderra, I and Scott, C, 2004. Blast induced damage and dynamic behaviour of hangingwalls in bench stoping, Int J Blasting and Fragmentation, 8(1):23-40.

Экспериментальные и численные исследования флегматизации химически газированных эмульсионных взрывчатых веществ

Ключевые слова:взрывчатое вещество, эмульсия, флегматизация, детонационная способность

Была изучена детонационная способность химически газированной эмульсии взрывчатых веществ. Проводились эксперименты по взрывам в стальных трубах и компьютерное моделирование. Исследования показали, что тестируемые взрывчатые вещества могут выдерживать давление 17МПа, перед тем как флегматизируются. Взрывчатые вещества также могут вновь обретать детонационная способность, как только сжимающее давление исчезает. При этом компьютерное моделирование показало, что флегматизирование является очень быстрым процессом, занимающим примерно 3 мс. Время восстановления детонационной способности очень мало и зависит от скорости разгрузочного действия. Результаты моделирования соответствуют экспериментальным данным. В настоящей статье содержатся сведения о качественных характеристиках взрывчатых веществ, плане и методике эксперимента, принципе и алгоритме моделирования, а также конечные результаты.

1. Acheson, D.J.1990. Elementary Fluid Dynamics. Oxford: Clarendon Press.
2. Atkins, P.W. 1990. Physical Chemistry (4th edn). Oxford, Melbourne, Tokyo: Oxford University Press.
3. Engsbråten, B. 1995. Private communication. Dyno Nobel AB.
4. Frey, R.B. 1985. Cavity collapse in energetic materials. 8th International Symposium on Detonation, Albuquerque, New Mexico, USA: 68-77.
5. Hanasaki, K., Terada, M., Sakuma, N., Yoshida, E. & Matsuda, K. 1993. Studies on the sensitivity of dead pressed slurry explosives in delay blasting. Rock Fragmentation by Blasting – FRAGBLAST-4, Vienna, Austria: 395-400.
6. Huidobro, J. & Austin, M. 1992. Shock sensitivity of various permissible explosives. 8th Annual Symposium on Explosives and Blasting Research, International Society of Explosives Engineers, Orlando, Florida, USA: 27-41.
7. Matsuzawa, T., Murakami, M., Ikeda, Y. & Yamamoto, K. 1982. Detonability of emulsion explosives under variable pressure. Journal of the Industrial Explosives Society, Japan 43(5): 321-329.
8. Nie, S. 1993. A method of studying the dynamic dead-pressing of non-cap-sensitive emulsion explosives. SveBeFo Report DS 1993:3, Stockholm.
9. Nie, S. 1997. Pressure desensitization of anfo and emulsion explosives. Doctoral Thesis 1016. Royal Institute of Technology, Stockholm.
10. Nie, S., Persson, A. & Deng, J. 1993. Development of a pressure gage based on a piezo ceramic material. Experimental Techniques (May/June): 13-16.
11. Price, D. 1966. Contrasting patterns in the behaviour of high explosives. 11th International Symposium on Combustion, California, USA: 693-701.
12. Reddy, G.O. & Beitel, F.P. 1989. Effect of pressure on shock sensitivity of emulsion explosives. 9th Symposium (International) on Detonation, Portland, Oregon, USA: 585-592.