Прогнозирование параметров дробления горных пород в условиях направленного изменения их свойств поверхностно-активными веществами
Скачать 330.2 Kb.
|
Влияние ПАВ на характеристики дробления горных пород
Расчеты показывают, что для конкретных условий проходки квершлага по известнякам за счет действия ПАВ удельный расход ВВ может быть снижен с 2,45 до 1,7 кг/м3 при увеличении ЛНС с 0,5 до 0,62 м. Для условий разработки Шарташских гранитов удельный расход ВВ снижается с 1,0 до 0,6 кг/м3. В общем случае из уравнений (10) и (11) следует, что при неизменных условиях взрывания параметры БВР под действием ПАВ изменяются в следующей пропорции:   (12)Для реализации указанных выше эффектов действия ПАВ необходимо обеспечить доставку активных растворов в разрушаемые горные породы. Решение этой сложной проблемы составляет предмет специальных исследований и выходит за рамки данной работы. Однако можно отметить следующее. При дроблении отдельных кусков ударом достаточно контакта раствора ПАВ с поверхностью породы. При ведении взрывных работ требуется предварительное насыщение массива раствором через шпуры или скважины. Механизмы фильтрации активного раствора могут быть описаны количественно и поддаются расчету (О. Г. Латышев). Положительные результаты могут быть получены при отработке способа, предложенного ИГТМ АН УССР, где предусмотрено инъецирование в породный массив растворов ПАВ, помещенных в шпуре, за счет давления продуктов детонации при взрыве. Положительным опытом бурения шпуров и скважин с промывкой растворами ПАВ установлено, что уже в ходе обуривания забоя массив насыщается активным раствором на 30-70 % в зависимости от характеристик пород и технологии бурения. Однако данные вопросы нуждаются в дополнительных исследованиях, которые и ведутся на кафедре шахтного строительства УГГУ. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертации на основании выполненных автором исследований получено новое решение актуальной научно-практической задачи прогнозирования характеристик дробления горных пород ударом и взрывом в условиях управления их свойствами с помощью поверхностно-активных веществ, имеющей существенное значение для проектирования буровзрывных работ. Основные научные результаты, выводы и рекомендации работы заключаются в следующем. 1. На основе анализа физических закономерностей динамического разрушения горных пород обоснованы критерии эффективности дробления пород ударом и взрывом, представляющие собой безразмерную комбинацию свойств разрушаемых пород, параметров техники и технологии процесса в их сложном взаимодействии и взаимообусловленности. 2. Экспериментально установлено, что специально подобранные растворы ПАВ существенно изменяют свойства горных пород, формирующие указанные критерии эффективности: снижают прочность (от 20 до 80 %) и статический модуль упругости пород (в 1,3 – 1,7 раза); повышают динамический модуль упругости и акустическую жесткость среды (в среднем на 5 – 7 %). 3. Разработана система прогнозных оценок параметров БВР в условиях изменения свойств и состояния горных пород поверхностно-активными веществами. На основе предложенных критериев определены алгоритм и процедура классификации пород по взрываемости для конкретных горно-геологических условий. 4. В качестве комплексной характеристики дробимости горных пород обоснован «удельный импульс стандартного дробления» IJ0 как отношение произведения приведенной массы ударника и скорости удара к квадрату степени дробления пород. Использование данного показателя позволяет прогнозировать результаты дробящего действия взрыва скальных пород на ударном копре. 5. Изучено влияние условий эксперимента (формы и размеров образца, числа ударов, массы ударника, скорости и энергии удара) на характеристики дробления пород и разработана методика экспериментального определения удельного импульса стандартного дробления для различных по составу и строению горных пород. Оптимальные условия опыта определяются установленной зависимостью выхода фракции –7 мм от удельной энергии удара. 6. Установлена взаимосвязь критериев эффективности и удельного импульса стандартного дробления. Полученные соотношения позволяют прогнозировать рациональные параметры БВР в меняющихся горно-геологических условиях, в том числе при использовании поверхностно-активных веществ. 7. Разработана и апробирована методика выбора эффективных растворов ПАВ в их оптимальной концентрации для конкретных условий дробления горных пород, включающая три этапа исследований: определение и анализ временных рядов изменчивости контактной прочности пород под действием ПАВ; оценка критериев эффективности дробления при воздействии ПАВ на свойства пород; определение удельного импульса стандартного дробления как меры эффективности действия ПАВ. 8. Установлено, что оптимально подобранные растворы ПАВ существенно (почти в два раза) снижают энергоемкость дробления и величину стандартного импульса IJ0. Прогнозные оценки, полученные для конкретных условий проходки горных выработок (СУБР) и разработки пород (Шарташский карьер), показывают, что использование ПАВ заметно снижает удельный расход ВВ и повышает ЛНС зарядов. 9. В результате проведенных исследований обоснована комплексная процедура выбора оптимальных растворов ПАВ и прогнозирования эффективности их использования в процессах дробления горных пород ударом и взрывом. Намечены основные элементы технологии применения ПАВ в данных процессах. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК: 1. Выбор поверхностно-активной среды для управления свойствами пород в горной технологии / О.Г. Латышев, А.С. Жилин, И.С. Осипов, В.В. Сынбулатов // Изв. вузов. Горный журнал. –2004. -№ 6. –С. 117-121. 2. Латышев О.Г., Жилин А.С., Осипов И.С. К обоснованию методики определения характеристик дробимости горных пород ударом и взрывом //Изв. вузов. Горный журнал. –2005. - № 1. –С. 103-107. 3. Осипов И.С., Жилин А.С., Латышев О.Г. К оценке трещиноватости горных пород как критерия их дробимости //Изв. вузов. Горный журнал. –2005. -№ 4. –С. 96-101. Статьи, опубликованные в научных сборниках и материалах конференций
2. Жилин А.С. Моделирование процесса разрушения горных пород взрывом на ударном копре // Изв. Уральской гос. горно-геологической академии. –2003. Вып. 17. –С. 202-204. 3. Жилин А.С. Использование поверхностно-активных веществ для повышения качества дробления горных пород // Записки горного института. Т. 155, часть 2. – СПб, 2003. – С.62-65. 4. Жилин А.С. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на эффективность взрывного разрушения горных пород // Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений: Труды международной конференции. –Екатеринбург, 18-20 мая 2004г. Екатеринбург: Издательство УГГГА, 2004. –С.259-262. 5. Латышев О.Г., Жилин А.С., Осипов И.С. Пути повышения качества дробления горных пород взрывом // Известия Уральского государственного горного университета.- 2005.- Вып. 21.-С.69-72. 6. Жилин А.С., Прогнозирование параметров буровзрывных работ, обеспечивающих заданное качество дробления горных работ //Добыча, обработка и применение природного камня. Вып 6: Сб. науч. тр. –Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», 2006. - С. 194-203.
Отпечатано в лаборатории множительной техники УГГУ620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 Уральский государственный горный университет | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Ём Николаевич направленное изменение фрактальной трещинной структуры... Оборудование: изображения гербов на листах, кроссворд, выставка литературы, энциклопедия, таблички, учебник по истории Саплина Е.... | | Метод гидроразрыва для изменения проницаемости и фильтрационных свойств горных пород Научно-популярное описание управления средой методом гидроразрыва. Материалы подготовлены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Обучающие: сформировать представление об отличиях минералов и горных пород, происхождении магматических, осадочных, метаморфических... |  | Анализ и разработка конструктивной схемы оборудования для вторичного... Министерством образования и науки Российской Федерации. В 2012-2013 учебном году литературное образование в школе на базовом уровне... |
| Урока: «Изменения, происходящие с веществами». Тип урока Место урока в программе: заключительный урок раздела «Изменения, происходящие с веществами» | | Поросков Д. В. Группа: 34 Значения свойств объектов отражают значения соответствующих параметров тэгов страницы или установленных системных параметров |
| Коллекция горных пород и минералов Комплект мульт средств по географии (8 cd-rom). Электронные уроки и тесты в школе | | Рабочая программа по дисциплине «механика грунтов и горных пород» Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Совершенствование технологии дегазационных работ при отработке сильвинитовых... Работ. Основные факторы газодинамических явлений, такие как внезапность, высокая скорость разлета кусков породы, значительные объемы... | | Программа учебной дисциплины «Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ» Специализация: «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых» |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Оборудование: Коллекции горных пород и минералов (раздаточные образцы), карточки с | | Интегрированный урок (химия- география) удивительный мир минералов и горных пород цели Добавьте к черному порошку оксида меди(II), оставшемуся после разложения малахита |
| Тесты по материку «Евразия» Совершил четыре путешествия в Центральную Азию, описал новые виды животных, собрал богатую коллекцию горных пород и растений русский... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Познакомить с разнообразием горных пород и минералов, их происхождением и разнообразием |
| Урока Тема урока «свойства горных пород» Автор: Усик Инна Владимировна /учитель географии моу сош №6, высшая квалификационная категория | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели: познакомить учащихся с понятием «почва», с составом почвы её главным отличием от горных пород – плодородием |
