WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Показатели

Известняки

Граниты

Исходные

ПАВ (MgCl2 – 0,1 %)

Исходные

ПАВ (MgCl2 – 0,05 %)

Степень дробления J

5,76

6,37

3,62

4,97

Коэффициент неоднородности дробления kн

12,6

16,3

11,5

12,3

Вновь образованная поверхность, S, см2

1188

1521

548

846

Удельная энергоемкость дробления qдр, кДж/м2

26,7

20,3

1,95

1,26

Параметры распределения Вейбулла

b

m

0,874

0,888

0,911

0,794

0,823

0,887

1,051

0,862

Удельный импульс стандартного дробления IJ0, кПас

4,21

2,95

10,0

5,6

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

  1. Жилин А.С. Экспериментальное исследование дробимости горных пород ударом и взрывом // Новые технологии и пути экономии затрат на предприятиях горно-металлургического и машиностроительного комплексов. Первая молодежная научно-практическая конференция: Сборник докладов. –В.Пышма: УГМК-Холдинг, 2003. –С. 122-123.

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.

Подписано в печать 26.05.06

Бумага писчая

Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ

Формат 60х80 1/16

Печать на ризографе

Отпечатано в лаборатории множительной техники УГГУ

620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30

Уральский государственный горный университет

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»