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:   || 2 |

Повышение качества дробления руды скважинными зарядами на основе учета физико-технических параметров горного массива

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЩЕРБИЧ СЕРГЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ДРОБЛЕНИЯ РУДЫ СКВАЖИННЫМИ ЗАРЯДАМИ НА ОСНОВЕ

УЧЕТА физико-технических параметров

горного массива

Специальность 25.00.20 Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В. Плеханова (техническом университете)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Парамонов Геннадий Петрович

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Жариков Игорь Федорович

Кандидат технических наук

Хохлов Сергей Владимирович

Ведущее предприятие:

Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук.

Защита диссертации состоится 5 июня 2009 года в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В. Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106, Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. № 1160

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 30 апреля 2009 года

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета,

д.т.н., профессор Э.И. БОГУСЛАВСКИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Буровзрывные работы являются важнейшей составной частью процесса добычи полезных ископаемых. От качества дробления горной массы зависит эффективность работы всего горного предприятия.

Несмотря на широкий ряд эффективных способов дробления горных пород взрывом, до сих пор не всегда удается обеспечить требуемое качество дробления горной массы на подземных рудниках. Это объясняется тем, что при выборе параметров буровзрывных работ, не достаточно полно учитывают физико-механические свойства разрушаемых горных пород. При этом известно, что в пределах одного месторождения довольно трудно найти даже в близких по составу породах, два участка с одинаковыми физико-механическими свойствами.

В настоящее время методы расчета параметров БВР базируются на определении удельного расхода. Как правило, удельные расходы взрывчатых веществ принимаются по данным практики с последующим уточнением для каждого конкретного участка. С этой целью на основе анализа результатов промышленных взрывов на предприятии составляется классификация участков горных пород по взрываемости, с рекомендациями по величине удельного расхода взрывчатого вещества. Обычно этот процесс занимает длительное время и не всегда позволяет оперативно корректировать параметры БВР при переходе отработки от одной камеры к другой.

Проблеме разрушения горных пород взрывом посвящены работы Адушкина В.В., Боровикова В.А., Викторова С.Д., Жарикова И.Ф., Крысина Р.С., Крюкова Г.М., Кутузова Б.Н., Мельникова Н.В., Менжулина М.Г., Родионова Н.Ф., Шемякина Е.И., и др. Труды этих ученых внесли значительный вклад в теорию и практику взрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых.

Несмотря на большой объем и достигнутые успехи в этом направлении, до настоящего времени нет научно-обоснованного подхода к оперативному определению параметров буровзрывных работ на заданный гранулометрический состав с учетом физико-механических свойств отрабатываемого участка горного массива.

Поэтому разработка методов оценки и учета особенностей физико-механических характеристик разрушаемых горных пород на стадии проектирования параметров буровзрывных работ является актуальной научной и практической задачей.

Цель работы. Повышение эффективности буровзрывных работ при дроблении руды скважинными зарядами на основе учета физико-механических свойств отбиваемого массива.

Основные задачи работы:

  • Исследование сейсмоакустических параметров горных пород как функции их физико-механических свойств.
  • Определение характеристик волны напряжений в зоне разрушения при взрыве заряда ВВ в зависимости от физико-механических свойств горных пород.
  • Определение затрат энергии взрыва на разрушение для различных типов пород Малеевского рудника.
  • Разработка методики прогнозирования качества взрывной подготовки горной массы с учетом физико-технических параметров массива, как функции параметров буровзрывных работ.

Идея работы. Оптимизация параметров БВР на заданную степень дробления руды должна производиться на основе оценки физико-механических (акустических) свойств отбиваемого горного массива по измеренным ускорениям волны напряжений и скорости смещения в сейсмовзрывной волне.

Научная новизна:

    • Установлены закономерности влияния физико-механических свойств руд и пород на энергоемкость разрушения горных пород при производстве взрывных работ;
    • Получены зависимости изменения коэффициента затухания волны напряжений и сейсмовзрывной волны от энергетических свойств ВВ.

Защищаемые научные положения:

  1. Параметры волны напряжений в зоне регулируемого дробления учитывают влияние физико-механических свойств горных пород на процесс их разрушения и позволяют классифицировать массив горных пород по различным категориям разрушения;
  2. Определение коэффициента затухания сейсмовзрывной волны позволяет однозначно отнести разрушаемый блок массива горных пород к определенной категории разрушения в зоне регулируемого дробления;
  3. Параметры БВР, обеспечивающие заданный гранулометрический состав взорванной горной массы, должны рассчитываться с учетом корректировки удельного расхода на основе измерения коэффициента затухания скорости сейсмовзрывной волны для соответствующей категории разрушения горных пород в зоне регулируемого дробления.

Методы исследований. Выполнен обзор и анализ трудов отечественных и зарубежных ученых в области теории взрыва. При решении поставленных задач использовались методы физического и математического моделирования, кинетической теории прочности, физики и механики распространения сейсмовзрывных волн.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: большим объемом проанализированной и обобщенной исходной информации о влиянии физико-механических свойств массива на качество дробления скважинными зарядами; сходимостью в пределах погрешности измерений прогнозируемого и фактического качества дробления при рассчитанных параметрах БВР с учетом физико-технических характеристик массива.

Практическая значимость работы:

  • Разработана классификация горных пород по разрушению в зоне регулируемого дробления для Малеевского месторождения;
  • Рассчитаны параметры буровзрывных работ и разработаны технологии их проведения, обеспечивающие заданные параметры дробления руды для каждой категории руд Малеевского месторождения.

Личный вклад автора. Постановка и проведение промышленных экспериментов, сбор и анализ результатов, разработка методики повышения качества дробления руды скважинными зарядами с учетом физико-тенических параметров горного массива.

Реализация результатов работы. Разработанная методика расчета параметров БВР на заданный гранулометрический состав с учетом физико-механических свойств горных пород внедрена на Малеевском руднике ОАО«Казцинк». Научные и практические результаты диссертации используются в учебном процессе при чтении курсов лекций по дисциплинам: “Технология и безопасность взрывных работ”, “Теория детонации ВВ”, “Промышленные взрывчатые вещества”.

Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиуме «Неделя горняка-2006» 2006г. (МГГУ, г.Москва). В целом работа докладывалась на научно-техническом совете Малеевского рудника ОАО «Казцинк» 2007г., на ежегодных научных конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» 2006-2007г.г. (СПГГИ (ТУ), г.Санкт-Петербург), заседаниях кафедры Безопасность производств и разрушение горных пород и НТС СПГГИ (ТУ).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, изложенных на 145 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 152 наименований.

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору Г.П. Парамонову и доценту Ю.И.Виноградову, развитие идей которых, помощь и поддержка способствовали успешному выполнению работы, а также признательность сотрудникам кафедры Безопасности производств и разрушения горных пород за практические советы при написании диссертации.

Основное содержание работы

В первой главе диссертационной работы рассмотрен механизм действия взрыва в массиве горных пород, определены физико-механические свойства горных пород, влияющие на распространение волнового поля, а также проанализированы методы оценки и прогнозирования грансостава взорванной горной массы. Определены цели и задачи исследований.

Во второй главе проведено исследование влияния физико-механических свойств массива на сейсмоакустические параметры горных пород и динамические характеристики напряжений в зоне разрушения в массиве горных пород при взрыве заряда ВВ. Получены коэффициенты затухания ускорения волны напряжения и скорости сейсмовзрывной волны, а также спектральные характеристики ускорений для пород Малеевского месторождения.

В третьей главе рассмотрена возможность использования вероятностно-статистической гипотезы для оценки затраты энергии на дробление при очистных работах Малевского рудника, найдены зависимости качества дробления с основными параметрами БВР и разработаны методологические основы расчета параметров буровзрывных работ для рудника на заданный гранулометрический состав взорванной горной массы.

В четвертой главе разработана методика для расчета параметров БВР на заданный гранулометрический состав взорванной горной массы с учетом физико-механических свойств массива горных пород отбиваемых камер Малевского месторождения, приведены и проанализированы результаты промышленных испытаний, подтверждающих теоретические и экспериментальные исследования.

Основные результаты работы отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Параметры волны напряжений в зоне регулируемого дробления учитывают влияние физико-механических свойств горных пород на процесс их разрушения и позволяют классифицировать массив горных пород по различным категориям разрушения.

Реакция горных пород на действие импульсных нагрузок напрямую зависит от физико-механических свойств массива. Наиболее информативными физическими параметрами, отражающими реакцию среды на процесс взрывного нагружения, являются параметры движения (ускорение, скорость). Исследуя изменение указанных параметров в зоне регулируемого дробления взрыва, на расстоянии 1030 Rз от скважинного заряда (где Rз – радиус заряда) можно выявить четкие различия в свойствах пород.

Для установления этих зависимостей были проведены экспериментальные исследования на Малевском месторождении. В ходе эксперимента бурилась взрывная скважина и параллельно ей скважины для измерительных датчиков.

В качестве измерительных преобразователей для зоны регулируемого дробления использовались пьезоэлектрические акселерометры, как наиболее отвечающие по своим механическим и электрическим параметрам при воздействии динамических нагрузок.

Акселерометры устанавливались на относительных расстояниях 10Rз, 20Rз, 30Rз, согласно схеме эксперимента (рис. 1), что соответствовало расстояниям соответственно 0,5м, 1м, и 1,5м от взрывной скважины диаметром 100 мм. Заряд имел массу 2 кг. В качестве ВВ использовался патронированный аммонит №6ЖВ. Инициирование осуществлялось от стандартного электродетонатора.

 Схема проведения эксперимента. Результаты экспериментальных-0

Рисунок 1 - Схема проведения эксперимента.

Результаты экспериментальных исследований и физико-механические свойства пород Малевского месторождения представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Данные по свойствам руд камеры и категории разрушения горных пород в зоне регулируемого дробления

камера тип руды Плотность, т/м3 Твердость по шкале Мооса крепость по Протодьяконову масса заряда, кг глубина заложения, м расстояние от заряда, м ускорение, м/с2 коэффициент затухания Категория разрушения
22 Полиметаллическая 4,1 4,5-4,57 12,7-14 2 1 0,5 11042 2,5 1
1 6598
1,5 900
1МРЗ смешанная 4,1 4,5-4,57 12,7-14 2 1 0,5 11111 1,47 2
1 6444
1,5 2545
25 медно-цинковая 4,1 4,5-4,57 12,7-14 2 1 0,5 10625 0,95 3
1 7881
1,5 4124


Pages:   || 2 |
 





 
© 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.