Керування енергетичними потоками при вибуховому руйнуванні різноміцнісних масивів гірських порід на кар’єрах
| dc.contributor.author | Фролов, Олександр Олександрович | |
| dc.contributor.degreedepartment | геобудівництва та гірничих технологій | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Інститут енергозбереження та енергоменеджменту | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-04-22T11:10:34Z | |
| dc.date.available | 2014-04-22T11:10:34Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | Thesis on competition of a scientific degree of Dr.Sci.Tech. on a speciality 05.15.03 – Open-cast mining of mineral deposits. – National technical university of Ukraine «Kiev polytechnical institute» МES Ukraine. – Kiev, 2014. The thesis work is devoted to development of methods of control the processes of forming, interaction and distribution in time and space energy streams during failure of diverse strength rock by blasthole charges explosion. The scientific principles of development the energy-saving technology of rock failure by explosion are developed that are based on the integrated account of laws of development the force and deformation processes in rocks using controlling of micro-and millisecond delay modes during explosion of blasthole charges systems in groups and between groups to achieve an effective interaction of energy streams during mass explosion of diverse strength rocks. Results of researches allowed to develop methods of the regulated distribution of energy streams during multirow mass explosion and to lay down rational parameters of drilling and blasting during failure of rocks at the open-pit mines. Total economic effect received during implementation of results theoretical and experimental researches makes up around 650 thousand UAH during blasting of rock mass volume 6000 thousand м3. The economy of energy consumption made up 1440,1 TW | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.15.03 – Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» МОН Украины. ¬– Киев, 2014. Диссертация посвящена разработке методов управления процессами формирования, взаимодействия и распределения во времени энергетических потоков при разрушении разнопрочностных горных массивов взрывом скважинных зарядов ВВ. В работе решена проблема разработки научных принципов энергосберегающей технологии разрушения скальных массивов взрывом на основе комплексного учета закономерностей развития силовых и деформационных процессов в горных породах путем управления последовательностью и режимами микро- и милисекундных замедлений при взрывании системы скважинных зарядов в группах и между группами для достижения эффективного взаимодействия энергетических потоков в процессе массового взрыва в условиях разнопрочностного массива. Результаты исследований позволили разработать методы регулированного распределения энергетических потоков при взрыве и установить рациональные параметры буровзрывных работ при разрушении скальных пород на карьерах. Представлена пространственная математическая модель динамического квазихрупкого разрушения однородных, разнопрочностных и трещиноватых скальных массивов горных пород взрывом одиночного и системы цилиндрических зарядов при их одновременном, микро- и милисекундном замедленном взрывании. Разработана программа расчета параметров волнового процесса, комплексно учитывающая физико-механические свойства пород, изменение импульса взрыва во времени, геометрические параметры заряда, потери энергии взрыва на рассеяние волн напряжений, преодоление гидростатического давления и перемещения горной массы. Программа позволяет определить объем измельченной породы и установить закономерности уменьшения радиуса зоны разрушения по глубине скважины. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что при одновременном взрывании рядом расположенных зарядов в массиве образовывается дополнительная зона разрушения, размещенная посредине между зонами разрушения от взрывов отдельных зарядов в перпендикулярном направлении к линии их соединения. При замедлении между взрывами зарядов дополнительная зона разрушения смещается в сторону заряда, который взрывается последующим. Максимальный объем разрушения горного массива достигается при интервале замедления, который определяется отношением расстояния между скважинами к скорости распространения продольных волн напряжений в породе. Значение данного объема разрушения больше на 7 - 9% по сравнению с мгновенным взрыванием без учета дополнительной зоны дробления в зависимости от физико-механических свойств горного массива, параметрах буровзрывных работ и расстояния между скважинами. Доказано, что плотность энергетического потока уменьшается на 8 ... 30 % при переходе волны напряжения из породы большей акустической жесткости в породу меньшей жесткости и увеличивается до 27 % при переходе волны из породы меньшей жесткости в породу большей жесткости при увеличении расстояния от источника взрыва до границы раздела пород с 10 до 50 радиусов заряда соответственно. Установлено, что наличие границы раздела пород в зоне действия взрыва системы скважинных зарядов уменьшает общий объем разрушения на 10...13% по сравнению с взрыванием таких же зарядов в однородной среде. Предложена методика определения рационального интервала замедления между взрыванием групп скважинных зарядов при короткозамедленном взрывании, которая отличается от известных тем, что учитывает как физико-механические свойства горного массива, так и основные параметры буровзрывных работ при различных схемах взрывания сети скважин. Для скальных горных пород эффективный интервал замедления при существующих параметрах буровзрывных работ в Украине находится в пределах 25-48 мс. Теоретически обоснована эффективность применения многоточечного инициирования скважинного заряда ВВ по сравнению с точечным и линейным. Установлено, что максимальная эффективность действия суммарного импульса детонационной волны последовательного многоточечного инициирования больше в 1,39...1,57 раз по сравнению с одноточечным инициированием в зависимости от изменения скорости детонации по ВВ с 2500 до 5000 м/с. При одновременном многоточечном инициировании значение суммарного импульса детонационной волны больше в 1,61 раза по сравнению с импульсом при одноточечном взрывании независимо от скорости детонации по ВВ. Оптимальное расстояние между промежуточными детонаторами последовательного многоточечного инициирования составляет 1,1...2,1 м при изменении скорости детонации от 2500 до 5000 м/с, при одновременном многоточечном инициировании – 0,92 м. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые принципы формирования схем короткозамедленного взрывания, согласно которым интервалы замедления необходимо определять как между взрыванием групп скважинных зарядов, так и для отдельных рядом расположенных зарядов, расположенных в одной группе. Это создает условия для наиболее эффективного взаимодействия энергетических потоков и позволяет расширить параметры расположения скважин на 20-25 % с сохранением качества измельчения горной массы. Разработаны конструкции скважинных зарядов ВВ с многоточечным инициированием, которые позволили повысить интенсивность взрывного разрушения горных пород на 15-20 % по сравнению с традиционным одноточечным инициированием. Общий экономический эффект от внедрения результатов теоретических и экспериментальных исследований данной работы составляет 650 тыс. грн при разрушении горного массива объемом 6000 тыс. м3. Экономия энергозатрат при этом составила 1440,1 ТВт. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.03 – Відкрита розробка родовищ корисних копалин. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» МОН України. – Київ, 2014. Дисертацію присвячено розробці методів керування процесами формування, взаємодії і розподілу в часі та просторі енергетичних потоків при руйнуванні різноміцнісних скельних гірських масивів вибухом свердловинних зарядів ВР. У роботі вирішено проблему розробки наукових засад енергозберігаючої технології руйнування скельних масивів вибухом на основі комплексного врахування закономірностей розвитку силових та деформаційних процесів в гірських породах шляхом управління режимами мікро- і мілісекундних сповільнень при підриванні систем свердловинних зарядів ВР в групах та між групами для досягнення на прикладному рівні ефективної взаємодії енергетичних потоків при масовому вибуху в умовах різноміцнісного масиву. Результати досліджень дозволили розробити методи регульованого розподілу енергетичних потоків при багаторядному масовому вибуху та встановити раціональні параметри буропідривних робіт при руйнуванні скельних гірських порід на кар’єрах. Загальний економічний ефект, отриманий при впровадженні результатів теоретичних і експериментальних досліджень даної роботи складає близько 650 тис. грн при підриванні гірського масиву об’ємом 6000 тис. м3. Економія енерговитрат склала 1440,1 ТВт. | uk |
| dc.format.page | 42 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/7326 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 622.235.53 | uk |
| dc.title | Керування енергетичними потоками при вибуховому руйнуванні різноміцнісних масивів гірських порід на кар’єрах | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | doctor | uk |
| thesis.degree.name | доктор технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.15.03 – відкрита розробка родовищ корисних копалин | uk |