"Взрывное дело"— научно-технический сборник

Теоретические аспекты и результаты численных исследований методом сглаженных частиц влияния плотности зарядов на фрагментацию горных пород

Ключевые слова:взрывчатое вещество, плотность ВВ, диаметр заряда, зоны действия взрыва, физические эксперименты, компьютерное моделирование, метод сглаженных частиц, интенсивность и равномерность дробления

Актуальность исследований обусловлена необходимостью расширения возможностей управления действием взрыва для получения рациональной фрагментации горного массива, а также экономической целесообразностью снижения потерь полезных ископаемых и устранения негативных экологических факторов взрывных работ. В работе представлены некоторые результаты исследований влияния плотности зарядов промышленных взрывчатого вещества (ПВВ) АС/ДТ-6 на выход мелких и крупных фракций с помощью использования композиционных моделей и метода сглаженных частиц (SPH). В статье рассмотрены вопросы применения метода сглаженных частиц для трехмерного моделирования, исследования закономерностей динамического нагружения массива, равномерности и интенсивности дробления в различных зонах действия взрыва. Результаты исследований позволили установить характер зависимости изменения среднего размера куска и выхода мелочи от плотности ПВВ дробящего и щадящего действия. Кроме того, установлены зависимости среднего размера куска от расстояния до заряда при его различной плотности. Рассчитанные данные также позволяют установить влияние плотности ПВВ на характер локализации напряжений. Результаты моделирования показывают, что выбранный подход оказался полезным для анализа и лучшего понимания механики взрывного разрушения горного массива.
Работа выполнена в рамках бюджетной тематики ИПКОН РАН.

1. Ефремовцев Н.Н., Трофимов В.А., Шиповский. И.Е. Локализация деформаций в волновом поле, наведенном взрывом удлинненного заряда // Mining informational and analytical bulletin. № 8.- 2020.- С. 73-85.
2. N.N. Efremovtsev, P.N. Efremovtsev, V.A. Trofimov, I.E. Shipovskii A Procedure for Rock Failure Process Analysis at Various Scales // AIP Conference Proceedings 2509, 020058, 5 pp (2022).
3. Н.Н. Ефремовцев, П.Н. Ефремовцев, В.А. Трофимов, И.Е. Шиповский Результаты численных исследований фрагментации горных пород в пределах взрываемого блока с применением бессеточного метода сглаженных частиц // Взрывное Дело. 2021, 131/88, С. 29 – 45.
4. Ефремовцев Н.Н., Шиповский И.Е. Исследование численным методом сглаженных частиц влияния конструктивных особенностей скважинных зарядов на фрагментацию горных пород // Взрывное Дело. 2021, 132/89, С. 27 – 39.
5. Ефремовцев Н.Н., Шиповский И.Е. Численное исследование влияния параметров буровзрывных работ на равномерность разрушения массива горных пород. // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. - Новосибирск. - Том 8. - № 1. - 2021. - С. 73-78.
6. Ефремовцев Н.Н., Шиповский И.Е. Исследование закономерностей дробления удлиненными зарядами с применением композиционных моделей и численного моделирования методом сглаженных частиц // Взрывное дело. - 2020 - 127/85. - С. 20-37.
7. J.J. Monagan An introduction to SPH // Comput. Phys. Comm., 1988, vol 48, pp 89–96.
8. Libersky L.D. Smootred Particle Hydrodynamics: Some recent implements and applications /L.D.Libersky, P.W.Randles // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg.- vol 139.- 1996.- pp375-408.
9. Шиповский И.Е. Трехмерный расчет разрушения образцов с трещиной // Геотехническая механика. - ИГТМ НАН Украины. - Днепр, 2014. - Вып. 20(1). - 2014. - С. 191-198.
10. Шиповский И.Е. Расчет хрупкого разрушения горной породы с использованием бессеточного метода // Научный вестник НГУ - НГУ. - Днепр, - Вып. 1(145). - 2015. - С. 76-82.
11. Graya J.P. Numerical modelling of stress fields and fracture around magma chambers / J.P. Graya, J.J. Monaghan // Journal of Volcanology and Geothermal Research. - vol 135.- 2004. – pp 259–283.

Исследование параметров контурных скважинных зарядов вв для образования отрезной щели в горных породах при заоткоске уступов на карьерах

Ключевые слова:отрезная щель, приконтур, заряд, борт карьера, взрывчатое вещество, диаметр скважины

На отрытых горных работах контурное взрывание методом скважинных зарядов ВВ применяется для улучшения устойчивости откосов уступов и бортов карьера при их выходе на проектный контур. При этом в качестве технологии контурного взрывания применяется метод предварительного щелеобразования (МПЩ), предусматривающий опережающее во времени образование отрезной щели перед защищаемым от деформаций контура скального массива до взрыва основных отбойных скважинных зарядов рыхления. В сатье авторами приводится разработанная и научно-обоснованная новая инженерная методика определения параметров контурных зарядов ВВ в сухих и обводненных скважинах для образования отрезных щелей, а также геометрических параметров расположения скважинных зарядов взрывчатых веществ (ВВ), взрываемых в предконтурном и основном рабочем блоке в скальных горных породах при заоткоске уступов и постановке бортов карьеров в предельное положение.

1. Карташов Ю.М., Матвеев Б.В., Михеев Г.В. Прочность и деформируемость горных пород. М., Недра, 1979 г.
2. Мосинец В.Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. М., Недра, 1976 г.
3. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. М., Наука, 1974г.
4. Махутов Н.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М., Машиностроение, 1973 г.
5. Галкин В.В., Гильманов Р.А., Дроговейко И.З. Взрывные работы под водой. М., Недра, 1987 г.
6. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Покровский Г.И., Лугинов Н.П. Дробление скальных массивов взрывом в практике гидротехнического строительства. М., Энергоиздат, 1993 г.
7. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. Взрывные работы вблизи охраняемых объектов. М. Недра, 1984 г.
8. Технические правила ведения взрывных работ в энергетическом строительстве. М., АО «Институт Гидропроект», 1997 г.
9. Авдеев Ф.А., Барон В.Л., Гуров Н.В., Кантор В.Х. Нормативный справочник по буровзрывным работам. М., Недра, 1986 г.

Определение напряженного состояния массива железистых кварцитов взрывным методом при проходке горных выработок

Ключевые слова:напряженное состояние массива, влияние взрыва, проходка выработок, физико-механические свойства пород, массив горных пород, трещиноватость, взрывчатые вещества, шпур, зона раздавливания, диаметр “стакана”

Проанализированы существующие геологические, геофизические и геомеханические методы контроля за устойчивым состоянием массива горных пород, многие из которых могут являются трудоемкими и весьма затратными. Предложено расширение комплекса способов определения напряженного состояния массива. Разработан метод определения напряженного состояния (НС), основанный на динамическом воздействии взрыва. Во время взрыва, в массиве горных пород происходят деформационные процессы, что в свою очередь изменяет напряженно-деформированное состояние. В шпуре в очень короткий промежуток времени газообразные продукты создают определенное давление, которое суммируясь с горным давлением в окружаемом массиве, обеспечивает создание в массиве зоны раздавливания. Причем, с увеличением горного давления, диаметр зоны раздавливания, увеличивается. Дана теоретическая формула расчета, где НС определяется через физико-технические свойства массива, детонационные характеристики ВВ и диаметр зоны раздавливания – диаметр “стакана”. В выработках шахты им. Губкина, гор. – 250 м, проведены промышленные эксперименты и установлены параметры, после подстановки которых в формулу получена простая аналитическая формула расчета НС для железистых кварцитов. Проведены численные расчеты по аналитической формуле. Установлено, что НС, определенное взрывным методом, составляет 15,8 – 46,1 МПа, это соответствует данным, полученным ОАО «ВИОГЕМ» в 2017 – 2021 гг. методами разгрузки на больших базах и щелевой разгрузки массива (15,0 – 40,0 МПа). Это указывает на правомерность аналитической формулы. Выявлен ряд преимуществ взрывного метода в виде оперативности и мобильности, а также экономичности за счет возможности использования технологических взрывов шпуров при проходке выработок.

1. Самойлов В. Л., Нефедов В. Е. Управление состоянием массива горных пород. – Донецк: ДОННТУ, – 2016. – 204 с.
2. Сергеев, С. В., Синица И. В. Геомеханическое сопровождение подземной отработки железных руд на комбинате "КМАруда // Горный журнал. – 2019. – № 8. – С. 30-33. DOI: 10.17580/gzh.2019.08.05.
3. Хмелинин А. П. Разработка комплексного геофизического метода для выбора места заложения скважин геомеханических измерений и контроля процесса их бурения. – Новосибирск: ИГД СО РАН, – 2014 г. – с. 165.
4. Шкуратник, В. Л. Методы определения напряжѐнно-деформиро-ванного состояния массива горных пород. – М.: МГГУ, – 2012. – 112 с.
5. Зубков А. В., Феклистов Ю. Г., Липин Я. И., Худяков С. В. Деформационные методы определения напряженного состояния пород на объектах недропользования // Проблемы недропользования. – 2016. – №4. С. 41 – 49. DOI: 10.18454/2313-1586.2016.04.041.
6. De Souza J. C., Da Silva A. C. S., Rocha S. S. Analysis of blasting rocks prediction and rock fragmentation results using split-desktop software // Tecnologia em Metalurgia Materiais e Mineração. 2018. Vol. 15. No. 1. P. 22–30. DOI:10.4322/2176-1523.1234.
7. Duc-Phi D; Nam-Hung Tran; Hong-Lam Dang; Dashnor Hoxha. Closed-form solution of stress and stability analysis of wellbore in anisotropic permeable rock // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2019. Vol. 113.P. 11-23. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.11.002.
8. De-sheng Zhou, Haiyang Wang, Zexuan He, Yafei Liu, Shun Liu, Xianlin Ma, Wenbing Cai, J. Bao. Numerical study of the influence of seepage force on the stress field around a vertical wellbore // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics (IF8.391), Pub Date : 2020-11-17, DOI: 10.1080/19942060.2020.1835733.
9. Ifran Shahrin; Radzuan Sa’ari; Rini Asnida Abdullah. Effect of Burden to Hole Diameter Ratio on Rock Fragmentation by Blasting using LS-DYNA // Rock Dynamics Summit (pp.697-701). DOI: 10.1201/9780429327933-112.
10. Тюпин В. Н. Механизм формирования зоны остаточных напряжений при взрывании в трещиноватом гранитном массиве рудников ПАО «ППГХО» // Горный журнал. – 2020. – №10. – С.60-64. DOI:10.17580/gzh.2020.10.04.
11. Павлов А. М. Прогноз геомеханического состояния массива горных пород глубоких горизонтов Зун-Холбинского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 5. – С. 105–114. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-50-105-114.
12. Брызгалов В. И., Барышников В. Д., Булатов В. А., Гахова Л. Н. Контроль напряженно-деформированного состояния плотины Саяно-Шушенской ГЭС // ГТС. – 2000. – № 10. – С. 51-55.
13. Рассказов И. Ю., Федотова Ю. В., Сидляр А. В., Потапчук М. И. Анализ проявлений техногенной сейсмичности в удароопасном массиве пород Николаевского месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 11. – С. 46–56. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-11-0-46-56.
14. Менгель Д. А. Изменение первоначального напряженного состояния северного участка Соколовского месторождения в процессе отработки // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 3-1. — С. 138–148. DOI: 10.25018/02361493-2020-31-0-138-148.
15. Масаев Ю. А., Масаев В. Ю. Исследование условий формирования зон трещинообразования в породном массиве при сооружении горных выработок с применением взрывных работ // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2020. - № 1. - С. 17-22.
16. Масаев Ю. А. Исследование влияния напряженного состояния горного массива на эффективность взрывных работ // Вестник Кузбасского государственного технического университета. Материалы II Российско-Китайского симпозиума «Строительство подземных сооружений и шахт», 2002, № 5. – С. 53–54.
17. Голик В. И., Комащенко В. И., Качурин Н. М., Стась Г. В. Исследование геодинамики массива в зоне сопряжения очистных и подготовительных выработок // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 12. С. 82–90. DOI 10.18799/24131830/2019/12/2395.
18. Тюпин В. Н. Взрывные и геомеханические процессы в трещиноватых напряженных горных массивах. — Белгород: ИД ― “Белгород”, 2017. — 192 с.
19. Тюпин В. Н., Рубашкина Т. И. Взрывные методы определения напряженного состояния массивов горных пород. // ФТПРПИ. – 2018. – №4. – С. 44-50.
20. Патент RU 2768768. Способ определения напряженного состояния массива горных пород / В. Н. Тюпин, К. Б. Пономаренко. - №2021115801; заявл. 02.06.2021.

Оценка эффективности управления процессами буровзрывной подготовки горного массива к экскавации

Ключевые слова:заряд, конструкция заряда, взрыв, гранулометрический состав, детонация, эффективность дробления, математическое представление грансостава

На основании экспериментальных данных предложены критерии оценки эффективности взрыва зарядов различных конструкций, включающие параметры статистической обработки гранулометрического состава и представления его в координатах Розина-Раммлера, а также удельный расход и энергию взрывчатого вещества (ВВ). Проведено ранжирование зарядов по эффективности их использования при дроблении горных пород взрывом скважинных зарядов.

1. Репин Н.Я., Репина Л.Н. Процессы открытых горных работ // М., Горная книга, 2015, с. 518.
2. Черепанов Г.П. О влиянии импульса на развитие начальной трещины // ПМТФ, 1983, № 1, с. 17-20.
3. Жариков И.Ф., Сеинов Н.П. О качестве подготовки взорванной горной массы для схем циклично-поточной технологии // Сборник «Взрывное дело», М., 2020, № 126/83, с. 11-21.
4. Виноградов Ю.И. Методика оценки эффективности дробления массива горных пород различными типами ВВ// Сборник «Взрывное дело», М., 2010, № 104/61, с. 91- 97
5. Жариков И.Ф. Влияние конструкции заряда на гранулометрический состав взорванной горной массы // Инженерная физика, 2019, № 8, с. 41-49.

Гидродинамическая модель воронки от взрыва вертикально расположенным заглублённым зарядом

Ключевые слова:гидродинамика, воронка выброса, комплексные переменные, вертикально расположенный заряд, заглублённый заряд, идеальная жидкость, теория струй, проходка траншей

В работе с использованием твёрдо – жидкостной модели грунта и методов теории струй идеальной жидкости, а именно аппарата аналитических функций построено аналитическое решение задачи о выбросе грунта при взрыве заглублённого заряда, для случая, когда этот заряд расположен вертикально и имеет форму прямоугольника, у которого длина намного превышает его ширину, являющуюся высотой заложенного заряда. Отличительной особенностью полученного решения является то что в рамках сформированной математической модели оно является точным, имеет конечную форму и выражено в элементарных функциях.

1. Болотова Ю. Н. Влияние конструкции заряда взрывчатого вещества на формирование сейсмовзрывных волн // Взрывное дело. – 2021 (133-90). – С. 149-157.
2. Викторов С. Д., Закалинский В. М., Шиповский И. Е. Концепция развития буровзрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых // Взрывное дело. – 2021 (133-90). – С. 100-112.
3. Гуревич М. И. Теория струй идеальной жидкости. М.: Физматгиз, 1961. – 496 с.
4. Закалинский В. М., Мингазов Р.Я. О буровзрывных работах на больших глубинах // Взрывное дело. – 2021 (133-90). – С. 113-121.
5. Кузнецов В. М. Математические модели взрывного дела. Новосибирск: Наука, 1977, с.84-127.
6. Л. М. Милн-Томсон. Теоретическая гидродинамика. М.: «МИР», 1974.
7. М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат. Методы теории функций комплексного переменного. М.: «Наука», 1973.
8. Мартынюк П. А. О форме воронки выброса при взрыве в грунте шнурового заряда // Народнохозяйственное использование взрыва. – Новосибирск, 1965. – №30. – С. 3-9.
9. Норов А. Ю. Проблема управления энергией взрыва при формировании развала взорванной горной массы на карьерах // Взрывное дело. – 2020 (129-86). – С. 85-104.
10. Хохлов С. В., Баженова А. В. Исследование вопроса управления и контроля за смещением взорванной рудной массы // Взрывное дело. – 2021 (132-89). – С. 59-76.

К вопросу устойчивости детонационных процессов эмульсионных ВВ

Ключевые слова:детонационный процесс, эмульсионные ВВ, внешние факторы, сенсибилизация, ударная волна

Детонационные процессы зависят от природы взрывчатых веществ (ВВ) и внешних факторов. Для сложнопостроенных ВВ типа эмульсионных, гелевых и т.п. характерен неустановившийся процесс детонации в зависимости от состава и качества приготовления ВВ, условий заряжания и распространения детонации. Рассмотрены влияние процессов инициирования, ударных волн и внешнее давление на устойчивость процесса.

1. Ф.А. Баум, Б.И. Шехтер, К.П. Станюкович; Физика взрыва. М.1959.
2. Е.В.Колганов, В.А.Соснин. Эмульсионные промышленные взрывчатые вещества 2009.
3. С.А.Горинов, «Научно-технические основы и технологии обеспечение устойчивой детонации ЭВВ в скважинных зарядах». докт. дисс, 2018.
4. И.Ю. Маслов, В.И. Сивенков и др. Промышленные эмульсионные взрывчатые вещества и системы инициирования во взрывном деле; изд. М., ВНИИГеосистем, 2018.
5. С.А. Горинов, Инициирование и детонация эмульсионных ВВ, Йошкар-Ола, Стринг, 2020.

О закономерностях протекания детонации взрывчатых веществ

Ключевые слова:взрыв, скорость детонации, ударная волна, плотность ЭВВ, свойства промышленных эмульсионных взрывчатых веществ, порэмит 1А, нитронит Э-70

В статье изложены особенности протекания взрывных процессов, описанные в научно-технической литературе и приведены некоторые сведения о закономерностях, полученных при изучении скорости детонации эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) порэмит 1А и нитронит Э-70. Экспериментальные данные получены в промышленных условиях при испытании гильзовых и скважинных зарядов взрывчатых веществ (ВВ) с разными диаметрами и плотностями заряжания. Также произведен расчет детонационного давления на расстоянии от взрыва некоторых ВВ.

1. Покровский Г. И. Взрыв. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1980. – 190 с.
2. Методы и измерительные приборы для моделирования и натурных исследований нелинейных деформационно-волновых процессов в блочных массивах горных пород // Под ред. В. Л. Шкуратник; ИГД СО РАН и др. – Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2007. – 320 с.
3. Андреев С. Г. и др. Физика взрыва: в 2 т. / Под ред. Л. П. Орленко. – 3-е изд., доп. и перераб. – М. : Физматлит, 2002.
4. Ханукаев А. Н. Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом. – М. : Недра, 1962. – 199 с.
5. Баум Ф. А., Станюкович К. П., Шехтер Б. И. Физика взрыва. – М.: Изд-во Физматгиз, 1959. – 792 с.
6. Теория взрывчатых веществ: сборник статей // Под ред. К. К. Андреева, А. Ф. Беляева, А. И. Гольбиндера, А. Г. Горста. – М. : ОБОРОНГИЗ, 1963. – 580 с.
7. Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. – М. : Наука, 1966. – 687 с.
8. Загирняк М. В., Козловская Т. Ф., Чебенко В. Н. Пироэлектрический эффект взрывчатых веществ и параметры их электромагнитной составляющей // Взрывное дело. – 2010. – №104/61. – С. 36-48.
9. Корнилков М. В. Разрушение горных пород взрывом: конспект лекций. – Екатеринбург : Изд-во УГГУ, 2008. – 202 с.
10. Жариков С. Н. О физике взрыва // Взрывное дело. – 2008. – № 100/57. – С. 77-82.
11. Орленко Л. П. Физика взрыва и удара: учеб. пособие для вузов / Л. П. Орленко. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 304 с.
12. Покровский Г. И. Гидродинамика высоких скоростей. – М. : Знание, 1966. – 48 с.
13. Мучник С. В. Разработка и научное обоснование технических и технологических решений по управлению фугасным действием взрыва в горнодобывающей промышленности: дис. …д-ра техн. наук / С. В. Мучник; ИГД СО РАН. – Новосибирск, 2000. – 327 с.
14. Марахтанов М.К., Марахтанов А.М. Металл взрывается! // Наука и жизнь. – 2002. – № 4. – С. 16-19.
15. Адушкин В. В., Соловьев С. П. Генерация электрического и магнитного поля при воздушных, наземных и подземных взрывах // Физика горения и взрыва. – 2004. – Т. 40. – № 6. – С. 42-51.
16. Садовский М. А. Геофизика и физика взрыва: избранные труды // Отв. ред. В. В. Адушкин. – М. : Наука, 2004. – 440 с.
17. Мосинец В. Н. Дробящее и сейсмическое действие взрыва в горных породах. – М. : Недра. 1976. – 271 с.
18. Кук М. А. Наука о промышленных взрывчатых веществах : пер. с англ. // Под. ред. Г. П. Демидюка, Н. С. Бахаревича. – М. : Недра, 1980. – 453 с.
19. Белин В. А., Кутузов Б. Н., Ганопольский М. И. и др. Технология и безопасность взрывных работ. – М. : Издательство «Горное дело», 2016.  424 с.
20. Беляев А. Ф., Боболев В. К., Коротков А. И., Сулимов А. А., Чуйко С. В. Переход горения конденсированных систем во взрыв. – М. : Наука, 1973. – 292 с.
21. Дубнов Л. В., Бахаревич Н. С., Романов А. И. Промышленные взрывчатые вещества. – М. : Недра, 1988. – 360 с.
22. Горинов С.А. Инициирование и детонация эмульсионных взрывчатых веществ. Йошкар-Ола : ООО ИПФ «Стринг», 2020.  214 с.
23. Орлова Е. Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ // учебник для вузов. 3-е изд. перераб. – Л. : Химия, 1981, – 312 с.
24. Харитон Ю. Б. Сборник научных статей. – Саров : ВНИИЭФ, 2003. – 451 с.
25. Взрывные генераторы мощных импульсов электрического тока // Под ред. В. Е. Фортова. – М. : Наука. 2002. – 399 с.
26. Светлов Б. Я. Ярёменко Н. Е. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ. – М. : Недра, 1973. – 208 с.
27. Вопросы теории взрывчатых веществ: сборник статей // Под ред. Б. С. Светлова, Б. Н. Кондрикова, Ю. Я. Максимова. – М. : труды МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1974. – 192 с.
28. Генералов М. Б. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ: учеб. пособие для вузов. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. – 397 с.
29. Гурин А. А. Управление ударными воздушными волнами при взрывных работах. – М. : Недра, 1978. – 81 с.
30. Адушкин В. В., Спивак А. А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. – М. : Недра, 1993. – 319 с.
31. Кутуев В. А. Изучение детонационных характеристик промышленного эмульсионного взрывчатого вещества порэмит-1А, с использованием регистратора данных "DATATRAPII™" // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2016. – № S21. – С. 101-109.
32. Кутуев В. А., Флягин А. С., Жариков С. Н. Исследование детонационных характеристик ПЭВВ НПГМ с различными исходными компонентами эмульсии при инициировании зарядов разными промежуточными детонаторами // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. – 2021. – № 3. – С. 175-187. – DOI: 10.46689/2218-5194-2021-3-1-169-181.
33. Кутуев В. А., Меньшиков П. В., Жариков С. Н. Анализ методов исследования детонационных процессов ВВ // Проблемы недропользования. – 2016. – № 3(10). – С. 78-87.
34. Меньшиков П. В., Жариков С. Н., Кутуев В. А. Определение ширины зоны химической реакции промышленного эмульсионного взрывчатого вещества порэмит 1А на основе принципа неопределенности в квантовой механике // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 5-2. – С. 121-134. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_121.
35. Жариков С. Н., Меньшиков П. В., Синицын В. А. Определение взаимосвязи между плотностью, скоростью детонации и диаметром заряда на примере эмульсионного взрывчатого вещества «нитронит» // Известия вузов. Горный журнал. – 2015. – № 6. – C. 35-39.
36. Жариков С. Н. Разработка ресурсосберегающей технологии буровзрывных работ // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2019. – № 1. – С. 21-32. – DOI: 10.21440/0536-1028-2019-1-21-32.
37. Бондаренко И. Ф., Жариков С. Н., Зырянов И. В., Шеменёв В. Г. Буровзрывные работы на кимберлитовых карьерах Якутии. – Екатеринбург : ИГД УрО РАН, 2017. – 172 с.

Оценка длительности сохранения способности к инициированию нисходящего скважинного заряда эмульсионных взрывчатых веществ, сенсибилизированных газовыми порами

Ключевые слова:эмульсионное взрывчатое вещество, сенсибилизация, газовый пузырек газовая пора, скорость всплытия, способность к взрывчатому разложению

В работе приведена теоретическая оценка длительности сохранения способности к инициированию нисходящего скважинного заряда эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ), сенсибилизированного газовыми порами, при нижнем расположении промежуточного детонатора в скважинном заряде. Полученные закономерности представляют интерес для специалистов, занимающихся как применением ЭВВ, так и совершенствованием данного вида промышленных взрывчатых веществ.

1. Сюйгуан В. Эмульсионные взрывчатые вещества. Пер. монографии проф. Ван Сюйгуан издания Metallurgical Industry Press, Beijing, 1994г./ Ван Сюйгуан. - Красноярск: Metallurgical Industry Press. - 2012. - 380 с.
2. Калганов Е.В. Эмульсионные промышленные вещества. - 1-я книга (Составы и свойства)/ Е.В. Калганов, В.А. Соснин. – Дзержинск, Нижегородской обл.: Изд-во ГосНИИ «Кристалл». – 2009. – 592 с.
3. Калганов Е.В. Эмульсионные промышленные вещества. - 2-я книга (Технология и безопасность)/ Е.В. Калганов, В.А. Соснин. – Дзержинск, Нижегородской обл.: Изд-во ГосНИИ «Кристалл». – 2009. – 336 с.
4. Жученко Е.И. Применение ЭВВ, сенсибилизированных методом газогенерации, в глубоких скважинах / Жученко Е.И [и др.]// Безопасность труда в промышленности. - 2002. - № 11. - С.30-32.
5. Соснин В.А. Особенности механизма детонации эмульсионных взрывчатых веществ / В.А. Соснин, Межерицкий С.Э, Печенев Ю.Г. и др. // Вестник Казанского технологического университета. - 2016. - Т. 19. - № 19. - С. 28-33.
6. Горинов С.А. Инициирование и детонация эмульсионных взрывчатых веществ/ С.А. Горинов. – Йошкар-Ола: Стринг. - 2020. – 214 с.
7. Фокин В.А. Распределение плотности эмульсионных взрывчатых веществ по высоте колонки скважинного заряда / В.А. Фокин // Изв. ВУЗов. Горный журнал. - 2007. - №3. - С.89-94.
8. Иляхин С.В. Плотность эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ) с химической газогенерацией, содержащих сухую фазу, и ЭВВ, сенсибилизированных полистиролом, по высоте скважинного заряда/ С.В. Иляхин, И.Ю. Маслов// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельный (специальный) выпуск. - 2012. - № 12. - 12 с.
9. Горинов С.А. Плотность эмульсионного взрывчатого вещества, сенсибилизированного газовыми порами, по длине восстающего скважинного заряда/ С.А. Горинов, И.Ю. Маслов// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельные статьи (специальный выпуск) - 2013. - № 11. - 12 с.
10. Горинов С.А. Структура окислительной фазы эмульсионных взрыватых веществ / С.А. Горинов, Б.Н. Кутузов, Е.П. Собина // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2011. - № 3-1. - С. 20-33.
11. Соснин В.А. Состояние и перспективы развития промышленных взрывчатых веществ в России и за рубежом /В.А. Соснин, С.Э. Межерицкий// Вестник Казанского технологического университета. – 2016. – Т. 19. - № 19. – С. 84-89.
12. Горинов С.А. Высококонцентрированные суспензии наночастиц аммиачной селитры – основа эмульсионных взрывчатых веществ / С.А. Горинов, И.Ю. Маслов, Е.П. Собина // Безопасность труда в промышленности. - 2013. - №10. - С.44-47.
13. Ландау Л.Д. Теоретическая физика. Т.6. Гидродинамика/ Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. – М.: Наука, 1988. – 733 с.
14. Анников В.Э. О механизме детонации газонаполненных водных гелей / В.Э. Анников, Б.Н. Кондриков, Н.Н. Корнеева, С.Н. Пузырев// Физика горения и взрыва. - 1983. - Т. 19. - № 4. - С.139-143.

О связи коэффициента разрыхления с объемом транспортных сосудов

Ключевые слова:степень дробления, коэффициент разрыхления, взрывное дробление, грузоподъемность, производительность автосамосвалов, фракции, транспортные сосуды

Рассматривается влияние степени дробления горных пород взрывом на производительность автотранспорта. Показано, что коэффициент использования грузоподъемности, а, следовательно, и производительность автосамосвалов в значительной степени зависит от коэффициента разрыхления горной массы, величина которого определяется процентным соотношением различных по крупности фракций. Промышленные эксперименты показали, что в зависимости от кусковатости погруженной горной массы величина коэффициента разрыхления в кузове автосамосвала может изменяться от 1,27 до 1,50. Высокое и равномерное дробление пород с коэффициентом разрыхления в кузове автосамосвала 1,3 позволяет в 1,2-1,3 раза увеличить техническую производительность автотранспорта и снизить износ машин и механизмов.

1. Репин Н.Я., Репина Л.Н. Процессы открытых горных работ // М., Горная книга, 2015, с. 518.
2. Кутузов Б.Н. Проблемы взрывного разрушения скальных пород в горной промышленности// Горный журнал, 1997, № 10, с 31-35.
3. Галимулин А.Т., Прокопенко В.С. Методические положения определения кусковатости горной массы// Взрывное дело, М., Недра, 1994, № 86/43, с. 191-198.
4. Жариков И.Ф., Сеинов Н.П. О качестве подготовки взорванной горной массы для схем циклично-поточной технологии // Сборник Взрывное дело, М., 2020, № 126/83, с. 11-21.

Перспективы развития и экологическая безопасность буровзрывного комплекса крупных горных предприятий

Ключевые слова:взрывные работы, взрывчатые вещества, эмульсионные взрывчатые вещества, окружающая среда, взрывные технологии, буровые работы, сейсмическая безопасность

Обеспечение максимального снижения экологического воздействия горных и взрывных работ на окружающую среду при неукоснительном соблюдении требований и правил охраны труда основная задача горняков буровзрывного комплекса. Одной из тенденций современных взрывных технологий является использование электронных средств на всех этапах подготовки и проведения взрывных работ. Огромные возможности демонстрируют электронные системы от проектирования буровых работ, построения 3D модели блока, проектирования взрыва и анализа его результатов. Данные системы успешно внедрены в производство и дают существенный эффект. Перспективы развития буровзрывного комплекса связаны с внедрением новой техники и материалов, проведением широкомасштабных исследований и подготовкой высоко квалифицированных кадров взрывного дела.

1. Стенограмма заседании Комиссии по вопросам стратегии развития ТЭК и экологической безопасности 27 августа 2018г. https://www.rosteplo.ru/soc/blog/ekonomik/3676.html;
2. В.А. Белин, М.Г. Горбонос, Е.О. Астахов. Влияние средств инициирования на эффективность и безопасность взрывных работ. М.: Горный журнал №7-2017. - С. 63-67.
3. К.К. Шведов «О концепции и показателях безопасности современных взрывчатых материалов промышленного назначения. Всероссийская конференция «О состоянии взрывного дела в Российской Федерации. Основные проблемы и пути их решения». // Сб. докладов и статей. Из-во МГГУ, М., 2002, - С.70.
4. Техническим регламентом таможенного Союза ТР ТС 028/2012 «О безопасности взрывчатых веществ и изделий на их основе»
5. В.Н. Тюпин Параметры сейсмического действия массовых взрывов в изотропном и сложноструктурном горных массивов. М.: ГИАБ, №12, 2021. - С.47-57.

Измерение и моделирование времени реакции грунта для повышения эффективности результатов взрыва

Ключевые слова:рудник, система инициирования, электронный взрыв, показатель сброса, время реакции грунта

Рудник Maules Creek – это угольная шахта открытого типа, расположенная недалеко от Боггабри в бассейне Ганнедах в Новом Южном Уэльсе, Австралия. В настоящее время месторождение работает с годовой производительностью 9,5 млн тонн товарного угля. Планируется увеличить производство до 13 млн т в год. Maules Creek имеет многослойное пластовое строение с залеганием пластов на разной глубине; толщина межпластового слоя варьируется от нескольких до более 30 м (98 футов). В связи с этим на руднике Maules Creek используются экскаваторы, а не бульдозеры. В настоящее время на руднике используется неэлектрическая система инициирования взрывных работ со стандартными временными режимами для различных прослоек горизонтов угольных пластов. Временные режимы являются весьма общими и не подбираются специально для каждой зоны взрыва. Эти временные режимы были обработаны с помощью моделирования рассеивания для определения потенциальных явлений запирания по всему телу стандартного взрыва, который может достигать 200 м (656 футов) в ширину. Стандартная скорость сброса охватывает большие площади с непоследовательным потенциалом взрыва. В связи с запланированным увеличением объемов добычи руководство осознало, что для достижения желаемых показателей добычи потребуется более продуманный подход к взрывным работам. По согласованию с инженерами и руководством рудника была разработана программа для измерения и моделирования времени реакции грунта и скорости волн давления в различных прослойках, чтобы обеспечить основу для будущей оптимизации. В рамках проекта будут использоваться как видеоанализ с высокой частотой кадров (HFR), так и высокочастотные виброметры для точного измерения воздействия и реакций, которые испытывают различных прослойки в результате взрыва. После определения и измерения времени реакции и скорости волн давления, будут разработаны модели для анализа временных режимов, которые способствуют взрывному дроблению и рыхлости отвалов. Временные режимы, которые возможны только с электронными системами инициирования, будут применяться для повышения эффективности взрывов в рамках работы по увеличению скорости раскопок для экскаваторного парка на всей площадке. Результаты этой программы представлены в настоящей статье.

1. Hawkins, J. How to Write a Paper for the ISEE. The International Society of Explosives Engineers Annual Conference Proceedings. 2013. Cleveland: ISEE. (pp. 1-3)
2. Maules Creek Coal Mine, Mine Plan Fact sheet. Gunnedah: Whitehaven Coal LTD (2013).

Анализ вибраций в ближней и дальней зонах для определения технической осуществимости масштабных буровзрывных работ

Ключевые слова:вибрация, буровзрывные работы, замедление, моделирование, добыча, ближняя зона

Без сомнений, горнодобывающая промышленность — движущая сила мировой экономики. Добычу меди относят к основным отраслям промышленности в Чили: она составляет 30% от мирового производства. В настоящее время компания Enaex разрабатывает резервы медных оксидов со средним объемом добычи 52 000 т катодной меди в год. Эти запасы истощатся в 2021 году. В связи с этим необходимо начать разработку резервов сульфидных руд и увеличить объем буровзрывных работ, чтобы достичь целевые показатели и продлить срок разработки месторождения до 2041 года. Эта статья рассматривает техническую осуществимость масштабных буровзрывных работ. Для этого проведен анализ вибраций в ближней и дальней зонах, которые позволяют найти наилучшие решения для показателей добычи в будущем при уровне вибрации ниже текущих значений (при производительности ≤250 000 т) и уровней частоты выше текущих значений (при производительности ≤250 000 т).

1. Holmberg R and Persson P (1970) “Design of Tunnel Perimeter Blast Hole Patterns to prevent Rock Damage” Proc. IMM Tunelling 1979 Conference, U, K.
2. Devine J., Richard H., Beek H., Meyer A., Duvall W. (1966). “Effect of charge weight on vibration levels from quarry blasting”. Report of investigation 6774.
3. L. Hall & A. Bodare (2000) “Analyses of the cross-hole method for determining shear wave velocities and damping ratios”. Soil Dynamics and earthquake Engineering 20 (2000) 167 — 175.