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 ||

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

-- [ Страница 2 ] --

Анализ полученных данных по ускорениям в зоне регулируемого дробления взрыва достаточно четко определяют изменение параметров волновых процессов (амплитудные значения ускорений и коэффициенты затухания) как функции физико-механических свойств 3-х типов пород Малеевского рудника и энергетических параметров взрыва. На рисунке 2 представлена зависимость изменения ускорения волны напряжения с расстоянием для трех камер с характерными типами пород Малеевского рудника.

 Изменение ускорения волны напряжения с расстоянием от врзывной скважины,-1

Рисунок 2 - Изменение ускорения волны напряжения с расстоянием от врзывной скважины, для трех камер с характерными типами пород Малеевского рудника; в приведенных формулах показатель степени числа e - коэффициент затухания ускорения волны напряжения.

Сравнительный анализ частотных спектров (рис. 3) в одинаковых условиях нагружения выявил различия в уровне поглощения высокочастотной составляющей в зоне регулируемого дробления взрыва для медно-цинковых и полиметаллических руд.

Так для камер с большим содержанием полиметаллических руд (камеры 22 и 1МР3) поглощение высокочастотной составляющей в 1,5-2 раза выше, чем для камеры 25 с преобладающим содержанием медно-цинковых руд.

Анализ данных таблицы 1 показывает, что при одинаковой плотности медно-цинковых и полиметаллических руд, крепости по шкале Протодьяконова и твердости по шкале Мооса, существенное их различие наблюдается только в коэффициенте затухания волны напряжения и различных уровнях поглощения волновой энергии при взрывном нагружении.

Рисунок 3 - Частотные спектры ускорений волн напряжения на различных расстояниях от взрывной скважины для камер Малевского рудника.

Таким образом, полученные результаты экспериментальных исследований зоны регулируемого дробления взрыва (рис. 2 и табл. 1) позволяют классифицировать массив горных пород по категориям разрушения на основе различия коэффициента затухания ускорения волны напряжения.

2. Определение коэффициента затухания сейсмовзрывной волны позволяет однозначно отнести разрушаемый блок массива горных пород к определенной категории разрушения в зоне регулируемого дробления.

Каждую подготавливаемую к отработке камеру необходимо отнести к определенной категории, ранее классифицированных по затуханию ускорения волны напряжения в зоне регулируемого дробления взрыва для дальнейшей корректировки параметров БВР на заданную степень дробления.

Для классификации необходимо провести измерение параметров сейсмовзрывной волны (коэффициент затухания). Это позволит снизить затраты на проведение экспериментальных исследований по определению категорий пород.

При измерении параметров сейсмовзрывных волн на расстоянии 10м, 15м и 20м устанавливались датчики СВ-30, акустический контакт с массивом осуществлялся с помощью бетона (рис. 4).

  Схема установки сейсмодатчиков при проведении экспериментального-3

Рисунок 4 – Схема установки сейсмодатчиков при проведении экспериментального взрыва.

  Характерная осциллограмма прохождения сейсмовзрывной волны. По-4

Рисунок 5 – Характерная осциллограмма прохождения сейсмовзрывной волны.

По полученным значениям скоростей смещения в сейсмовзрывной волне (рис. 5), рассчитаны коэффициенты затухания для каждой камеры с характерными физико-механическими свойствами (табл. 2).

Таблица 2 - Результаты экспериментальных взрывов.

камера Категория разрушения масса заряда, кг расст, м период, с скорость, м/с Коэфф. затухания
22 1 2 5,5 0,0019 0,05214 0,047
8,5 0,0016 0,04428
11,5 0,0013 0,03942
1 МРЗ 2 4,5 0,0022 0,10785 0,024
7,5 0,0019 0,10142
10,5 0,0012 0,09428
25 3 4,7 0,003 0,13285 0,019
7,2 0,0019 0,12857
10,7 0,0016 0,11858

Как видно из Таблицы 2, коэффициенты затухания скорости сейсмовзрывной волны сильно отличаются для различных категорий по разрушению (типов пород) и могут служить показателем для классификации. Наличие неоднородностей массива горных пород, таких как трещиноватость и блочность, влияет на коэффициент затухания в пределах ± 10% для каждой отдельной категории, что не влияет на отнесение камеры к определенной категории.

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.

В современных условиях широкого ассортимента ВВ важнейшей задачей проектирования параметров БВР является расчет удельного расхода ВВ, необходимого для разрушения горной породы с заданной степенью дробления и с учетом её физико-механических свойств.

Применение вероятностно-статистической гипотезы разрушения массива (Падуков В.А., Макарьев В.П., Виноградов Ю.И.), используемой для открытых горных работ, позволяет не только оценить затраты энергии на дробление, но и разработать метод расчета параметров буровзрывных работ на заданный гранулометрический состав взорванной горной массы для подземных рудников. Однако, недостатком этой гипотезы является необходимость определения результатов дробления массива горных пород для каждого характерного по взрываемости участка месторождения. В работах Макарьева В.П. указано что для получения достоверных данных гранулометрического состава взорванной горной массы (с погрешностью 5-10%) необходимо проанализировать порядка 35 тысяч кубометров. Понятно, что это не только трудоемкая, но и достаточно затратная оценка.

Как показали наши экспериментальные исследования, классификация различных участков месторождения по категориям разрушения в зоне регулируемого дробления (по коэффициенту затухания) дает возможность снизить затраты на исследования и при этом повысить качество дробления руды, сделав подробный анализ только одного участка с характерными физико-механическими свойствами. По полученным данным можно корректировать основные параметры БВР (удельный расход) на основе учета коэффициента затухания для конкретной категории по разрушению.

Для получения эталонных данных, по которым можно будет корректировать параметры БВР для остальных участков, нами были проведены исследования на характерных породах Малевского месторождения.

 Типичная воронка выброса и грансостав раздробленной горной массы после-5

Рисунок 6 - Типичная воронка выброса и грансостав раздробленной горной массы после экспериментального взрыва: Нв – глубина воронки, Rв – радиус воронки;. 1 – измерительная скважина на расстоянии 10 Rз.

Измеряя объем воронки разрушения и гранулометрический состав взорванной горной массы экспериментального взрыва на Малевском руднике (рис. 6), получена зависимость изменения коэффициента полезного действия взрыва, как функции основных параметров БВР (линии наименьшего сопротивления W и удельного расхода ВВ Q) (рис. 7). Оптимальные значения приведенной линии наименьшего сопротивления (), как показали исследования на различных породах, зависят от физико-механических свойств горных пород и структурных особенностей массива.

 Зависимость изменения показателя эффективности взрывного дробления от-7

Рисунок 5 - Зависимость изменения показателя эффективности взрывного дробления от соотношения ЛНС и веса заряда

1 - железистые кварциты f = 10 - 12 Оленегорского ГОКа;

2 железистые кварциты f = 12 - 14 Оленегорского ГОКа

(Получены Виноградовым Ю.И.);

3 –камера 25 Малеевского месторождения (медно-цинковые руды)

Установленная зависимость позволяет прогнозировать дробление горного массива и рассчитать оптимальные параметры БВР.

Задача расчета основных параметров буровзрывных работ по методу экспериментального взрыва в общем виде записывается следующим образом:

где - математическое ожидание размера куска взорванной горной массы, м; показатель эффективности взрывного дробления эталонного взрыва, м2/кг; соответственно удельные энергозатраты эталонного и проектируемого взрыва, кгм; -соответственно ЛНС эталонного и проектируемого взрыва, м; удельный расход взрывчатого вещества, кг/м3; диаметр бурения, м; длина колонки заряда, м; ЛНС; плотность заряжания, кГ/м3; площадь поперечного сечения камеры, м2; удельная теплота взрыва, ккал; 427механический эквивалент энергии.

Для камеры 25 Малеевского рудника (медно-цинковые руды) по данной методике были получены основные параметры БВР, обеспечивающие заданную степень дробления (W, q, з/у), которые являются эталонными при расчете параметров БВР для всех остальных категорий пород.

Определение категории отрабатываемой камеры производится по предложенной выше методике измерения коэффициента затухания скорости сейсмовзрывной волны.

Удельный расход является функцией коэффициента затухания ускорения волны напряжения в ближней зоне взрыва и может корректироваться при изменении физико-механических свойств горных пород по следующей зависимости:

,

Где , qKуточненный удельный расход для камеры, nЗРД – коэффициент затухания ускорения волны напряжения в зоне регулируемого дробления при взрыве скважинного заряда.

Предложенная методика расчета параметров БВР с учетом физико-механических свойств горных пород была апробирована на Малевском руднике республика Казахстан в 2007-2008гг. В результате апробации были рассчитаны параметры БВР позволяющие получать различную степень дробления массива горных пород в зависимости от производственной необходимости. Расхождение расчетных данных (выход куска среднего размера dср=200мм) по сравнению с реальными результатами массовых взрывов не превысил 10%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая диссертационная работа представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной для большинства горных предприятий задачи – повышение качества дробления руды скважинными зарядами с учетом физико-технических параметров горного массива.

Основные научные результаты и выводы

  1. Полученные результаты экспериментальных исследований коэффициента затухания ускорений волны напряжений в зоне регулируемого дробления взрыва достаточно четко отражают изменение параметров волновых процессов, как функции физико-механических свойств. В камерах Малевского рудника с большим содержанием медно-цинковых руд (камера 25) коэффициент затухания составляет nЗРД =0,95, в камерах со смешанным типом руд (камера 1МРЗ) nЗРД =1,47, в камерах с большим содержанием полиметаллических руд (камера 22) nЗРД =2,5.
  2. Сравнительный анализ частотных спектров в одинаковых условиях нагружения подтверждает различие в уровне поглощения в ближней зоне взрыва для медно-цинковых и полиметаллических руд. Так, для камер с большим содержанием полиметаллических руд (камеры 22 и 1МР3) поглощение высокочастотной составляющей в 1,5-2 раза выше, чем для камеры 25 с преобладающим содержанием медно-цинковых руд.
  3. Разработана классификация пород месторождения по категориям разрушения в зоне регулируемого дробления, позволяющая, по измеренным скоростям смещения в сейсмовзрывной волне расчетывать параметры БВР на заданную степень дробления всей совокупности пород месторождения, используя положения вероятностно-статистической гипотезы.
  4. Получена зависимость изменения показателя эффективности взрывного дробления от соотношения ЛНС и веса заряда для камеры 25 Малеевского рудника, на основе которой рассчитан эталонный расход ВВ на заданную степень дробления горной массы.
  5. Установлены зависимости изменения параметров сейсмовзрывной волны (коэффициент затухания) для каждой категорий разработанной классификации по разрушению в зоне регулируемого дробления. Для первой категории коэффициент затухания составил 0,047, для второй 0,024, для третьей 0,019.
  6. Удельный расход является функцией коэффициента затухания ускорения волны напряжения в ближней зоне взрыва и может корректироваться при изменении физико-механических свойств горных пород по зависимости .
  7. Расхождения расчетных данных (выход куска среднего размера dср=200мм) по сравнению с реальными результатами массовых взрывов при апробации методики расчета параметров БВР с учетом физико-механических свойств горных пород на Малевском руднике не превысил 10%.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

  1. Щербич С.В., Егизбаев М.К., Выходцев В.Л., Артемов В.А., Виноградова Е.Ю Сейсмическое воздействие взрыва на инженерные сооружения и массив горных пород. // Записки горного института, выпуск 171, том I, 2007г. С. 185-188.
  2. Щербич С.В. Оценка сейсмического воздействия в условиях проведения опытного взрыва при подготовке проекта перекрытия р.Вахш методом направленного взрыва. // Сборник "Взрывное дело" №98/55 2007.С. 143149
  3. Щербич С.В, Артемов В.А. Пути оптимизации параметров БВР при отработке камер Малевского рудника методом скважинных зарядов на основе учета свойств горного массива. // Сборник "Взрывное дело" №99/56 2008.С. 110-118


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.