авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Влияние диссипации энергии в волне напряжений на параметры распределения грансостава в отдельных зонах взрывного разрушения горных пород

-- [ Страница 2 ] --

Точка Pд, Uд может находиться выше (А) ударной адиабаты среды 1 или ниже (В) (рисунок 4). В первом случае в продуктах детонации после преломления возникает волна разрежения, характеризующаяся уменьшением давления и увеличением скорости частиц в продуктах детонации на величину u.

В точке С давления и скорости частиц в окружающей среде и в продуктах детонации по обе стороны от границы станут одинаковыми.

Ударная адиабата (13) совместно с условием может быть преобразована к виду:

(14)

Приращение скорости в продуктах детонации составляет:

, (15)

где D – скорость детонационной волны, Pф – давление на фронте ударной волны в окружающей заряд среде, Pд – давление на фронте детонационной волны.

Суммарная скорость частиц в продуктах детонации после распада разрыва составляет:

(16)

Такой же должна быть и скорость частиц на фронте образовавшейся в окружающей среде ударной волны.

Конкретное выражение для ударной адиабаты горной породы принимается исходя из результатов вычислений значений Pф, которое должно быть максимальным.

При положении точки Pд, uд ниже ударной адиабаты горной породы для выполнения граничного условия равенства давлений и массовых скоростей частиц по обе стороны от границы раздела между ВВ и породой по продуктам детонации должна распространяться ударная волна вторичного сжатия, а в горной породе – ударная волна.

Принимая, что состояние продуктов детонации описывается адиабатой Пуассона и что параметры начального состояния среды при вторичном ударном сжатии определяются значениями параметров на фронте детонационной волны, получим соотношение для скорости частиц в продуктах детонации после преломления детонационной волны:

Эта скорость совпадает со скоростью на фронте преломлённой в горную породу ударной волны. Таким образом, давление в преломлённой ударной волне определится из соотношения:

,

где uф(Pф) описывается формулами (12) или (13), а их конкретное выражение выбирается из условия максимального из двух вычисленных значений Pф.

  1. Для снижения выхода негабаритов необходимо создание контурной трещины за последним рядом типовых скважин, которая образует гладкую поверхность откола и увеличивает зону разрушения за последним рядом типовых скважин.

Качество взрывоподготовки горной массы и уровень негативного воздействия взрывных работ не всегда удовлетворяет предъявляемым требованиям, что приводит к увеличению затрат на вторичное дробление и, как следствие, удорожанию себестоимости конечного продукта.

Взрывное разрушение горных пород представляет собой многоступенчатый процесс и имеет особенности в отдельных зонах (рисунок 5): дробления, трещинообразования и откольной.

В зоне дробления, непосредственно примыкающей к полости взрыва, происходит наиболее интенсивное разрушение породы с образованием значительного количества мелких фракций.

 Образование зон разрушения и откольных слоев W – ЛНС; r – расстояние от заряда; Rp-31

Рис.5. Образование зон разрушения и откольных слоев

W – ЛНС; r – расстояние от заряда; Rp – радиус зоны переизмельчения; Rd - радиус зоны дробления; Rtr- радиус зоны трещинообразования; hi - толщина откольных зон; S - откос уступа.

В зоне радиального трещинообразования тангенциальные растягивающие напряжения превышают динамический предел прочности и образуются радиальные трещины. Очевидно, что резкой границы зоны трещинообразования благодаря неоднородности среды и ее естественной блочности не может быть. Поэтому вблизи границы области трещинообразования и вне ее существует зона нерегулируемого дробления.

Очевидно, что при взрыве системы зарядов именно граница зоны трещинообразования и нерегулируемого дробления последнего ряда и будет представлять собой откос после освобождения от разрушенной горной массы. Такая неровная поверхность и ее окрестности содержат значительное количество негабаритов. За границей зоны трещинообразования все компоненты напряжения меньше пределов прочности породы. При достижении волной напряжения откоса уступа на нем происходит образование отраженной волны разряжения, которая распространяется от уступа к заряду. Напряжения в волне разряжения сравнимы по абсолютной величине с радиальными напряжениями в падающей волне, но становятся растягивающими.

На некотором расстоянии от откоса уступа суммарное растягивающее напряжение становится равным пределу прочности породы на растяжение и образуется поверхность откола. Слой среды между откосом и поверхностью откола представляет собой первый откольный слой (рисунок 5).

Такой процесс отделения слоёв будет происходить до тех пор, пока суммарное напряжение будет больше или равным пределу прочности на отрыв. В результате образуется еще несколько откольных слоев: , где

(17)

С помощью этого метода были рассчитаны количество и толщины откольных слоев в зоне откола. В таблице 1 приведены толщины и количество откольных слоёв.

Таблица №1. Расчетные толщины откольных слоев

При диаметре скважин 250 мм При диаметре скважин 100 мм
Номер слоя Расстояние от заряда R, м Толщина слоя h, м Номер слоя Расстояние от заряда R, м Толщина слоя h, м
1 4,7 0,8 1 5,07 0,43
2 4,45 0,25 2 4,88 0,19
3 4,19 0,26 3 4,65 0,23
4 3,88 0,31 - - -

*Предел прочности на отрыв .

По полученным данным можно сделать вывод, что для каждого массового взрыва должен производиться перерасчёт параметров с учетом степени нарушенности массива предыдущим взрывом и естественной блочности.

Добиться лучшего гранулометрического состава взорванной горной массы с применением контурной трещины возможно только при получении предыдущим взрывом ровного, близкого к вертикали, уступа (рисунок 6), иначе откольные слои просто не могут образоваться.

 Схема образования откольных слоёв при гладком и шероховатом откосах уступа -37

Рис. 6. Схема образования откольных слоёв при гладком и шероховатом откосах уступа

Таким образом, предыдущий взрыв должен быть произведён тоже с контурной трещиной, которая и даёт ровную стенку уступа. В этом случае величина ЛСПП практически равна ЛНС, что позволяет уменьшить величину перебура и создаёт зону откольных трещин. Откольные трещины в свою очередь улучшают гранулометрический состав горной массы, так как происходит дробление горной породы не по естественным блокам.

заключение

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой поставлена и решена актуальная задача уменьшения выхода некондиционных фракций при ведении взрывных работ на карьерах, за счет снижения затрат энергии взрыва на диссипативные потери.

Основные результаты научных исследований:

  1. Существенное значение для снижения потерь энергии взрыва на диссипативные потери имеют детонационные параметры применяемых взрывчатых веществ.
  2. Применение ВВ с различными детонационными характеристиками приводит к различию в значениях энергии диссипации (от 15 до 70%). Энергия диссипации приводит к переизмельчению горных пород в зоне дробления (1-10Rоз), снижению параметров волн напряжений при и уменьшению объёмов разрушенной горной массы.
  3. Параметры преломлённых ударных волн на стенке взрывной полости определяются на основании совместного решения уравнений, определяющих ударные адиабаты объемных и продольных волн в горной породе и параметров распределения возмущений в продуктах детонации.
  4. Уменьшение начальной концентрации энергии в заряде приводит к уменьшению диссипативных потерь энергии и, соответственно увеличивается энергия, расходуемая на механическую работу. Данный метод определения напряжений позволяет рассчитывать напряжения на всех расстояниях, начиная от радиуса заряда.
  5. Добиться лучшего гранулометрического состава взорванной горной массы с применением контурной трещины возможно только при получении предыдущим взрывом ровного, близкого к вертикали, уступа. Таким образом, предыдущий взрыв должен быть произведён тоже с контурной трещиной, которая и даёт ровную стенку уступа.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Бровин В.Е. Расчёт энергии диссипации и параметров волн напряжений при взрыве цилиндрических зарядов взрывчатых веществ в горной породе // Бровин В.Е., Менжулин М.Г./ Записки Горного института, СПб т.167, ч.2., 2006. С. 83-85.
  2. Бровин В.Е. Влияние детонационных характеристик ВВ на параметры разрушения горных пород // Бровин В.Е., Менжулин М.Г./ Сборник "Взрывное дело", №98/55, 2007. С.55-62.
  3. Бровин В.Е. Энергетическая эффективность разрушения горных пород при взрыве ВВ с различными детонационными характеристиками // Бровин В.Е., Менжулин М.Г./ Записки Горного института, т.171, 2007. С. 121-125.
  4. Бровин В.Е. Формирование продольных и объемных волн в окрестности полости при взрыве взрывчатого вещества в горных породах // Бровин В.Е., Менжулин М.Г./ Записки Горного института, т.180, 2009. С. 165-168.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.