Оценка ударно-волновых параметров в ближней зоне взрыва при разрушении горных пород скважинными зарядами

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

В. В. Соболев, доктор технических наук, профессор, orcid.org/0000-0003-1351-6674, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. В. Куливар, orcid.org/0000-0002-7817-9878, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. Л. Кириченко, кандидат технических наук, orcid.org/0000-0002-1331-9323, Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», г. Павлоград, Днепропетровская обл., Украина

А. В. Курляк, orcid.org/0000-0001-8704-3414, Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», г. Павлоград, Днепропетровская обл., Украина

О. А. Балакин, orcid.org/0000-0003-2003-0381, Государственное предприятие «Научно-производственное объединение «Павлоградский химический завод», г. Павлоград, Днепропетровская обл., Украина

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Анализ экспериментальных результатов, описание физического механизма измельчения пород и разработка методики расчёта ударно-волновых параметров в ближней зоне взрыва; исследование возможной роли термоупругих напряжений в разрушении породы до ультрадисперсных фракций в ближней зоне взрыва.

Методика. В экспериментах использован метод измерения динамической сжимаемости каменных углей, основанный на определении скорости ударных волн и массовой скорости частиц вещества за фронтом. Метод отражения использован для построения изоэнтропы продуктов детонации взрывчатых веществ (ВВ) и их ударной адиабаты.

Результаты. Проведены экспериментальные исследования параметров динамической сжимаемости каменных углей – скорости ударной волны и массовой скорости частиц вещества за фронтом ударной волны. Построены ударные адиабаты для эмульсионных ВВ ЕРА Р-3 и каменных углей. Выполнен ряд теоретических исследований.

Научная новизна. Предложена методика оценки ударно-волновых параметров в ближней зоне взрыва скважинного или шпурового заряда. Предложен физический механизм разрушения пород до ультрадисперсных частиц. Причиной одного из возможных, а может быть и главного механизма разрушения горной породы в ближней зоне взрыва, могут быть термоупругие напряжения. В качестве альтернативного (либо как дополнительного фактора) рассматривается механизм, обусловленный переходом микроструктуры кристаллических компонентов породы в состояние неустойчивости. Причиной является пересыщение микроструктуры породы линейными и точечными дефектами. Превышение значения критической концентрации дефектов приводит к избыточному запасу внутренней энергии с последующим спонтанным разрушением химических связей. Построены ударные адиабаты коксующихся углей трех марок, изоэнтропа и ударная адиабата продуктов детонации эмульсионного взрывчатого вещества ЕРА Р-3. В координатах «давление –массовая скорость частиц» кривые ударных адиабат каменных углей отличаются не более чем на 4 %.

Практическая значимость. Анализ научных результатов может быть необходимым условием для разработки дополнительных охранных мер в области экологической безопасности окружающей среды при проведении взрывных работ при открытой и подземной добыче полезных ископаемых.

References.

1. Efremov, E. I., Petrenko, V. D., & Pastukhov, A. I. (1990). Prediction of blasting rock fragmentation. Monograph. Kiev: Naukova Dumka. Retrieved from http://irbis.fips.ru:8080/cgi-bin/irbis64r_out/cgiirbis_64.exe.

2. Krysin, R. S., & Novinskii, V. V. (2006). Rock blasting models. Monograph. Dnepropetrovsk: Art-Press. Retrieved from http://94.158.152.98/opac/index.php?url=/notices/index/IdNotice:108849/Source:default#.

3. Voitenko, A. E. (1990). Thermoelastic stresses behind a shock wave in a solid. Izvestiia vuzov. Gornyi zhurnal, (4), 58-61.

4. Howard, V. (2009).  Statement of Evidence: Particulate Emissions and Health (An Bord Plenala, on Proposed Ringaskiddy Waste-to-Energy Facility).

5. Sobolev, V. V., Bilan, N. V., Baskevich, A. S., & Stefanovich, L. I. (2018). Electrical charges as catalysts of chemical reactions on a solid surface, Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (4), 50-58. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-4/7.

6. Krasnopolskii, I. A., & Klimenko, A. A. (2009). Waste generation during blasting of non-metallic minerals and some methods for its regulation, forecasting and reduction. Ekolohiia i pryrodokorystubvannia12, 114-121.

7. Efremov, E. I., Nikolenko, E. V., & Barannik, V. V. (2015). Method for effective blasting of flooded rocks in non-metallic quarries. Geotekhnichna mekhanika, (125), 137-145.

8. Vinogradov, Yu. I., & Paramonov, G. P. (2007). On the distribution of rock destruction products. Zapiski gornogo instituta171, 161-166.

9. Kaplunov, D. R., Voronkova, Yu. A., & Borodkina, N. N. (2018). Methodological principles of comprehensive assessment of air pollution in a mining region. Izvestiia Tula GU. Nauki o zemle, (2), 23-14.

10. Doludarev, V. N. (2014). The impact of shells of cylindrical overhead charges on crack formation in solid media. Suchasni resurso-zberihaiuchi tekhnolohii hirnychoho vyrobnytstva, Kremenchuh: KrNU, 1(13), 57-62.

11. Kurinnoi, V. P. (2018). The theoretical foundations of blasting rock destruction: monograph. Dnepr: Izd-vo Natsionalnyi gornyi universitet (NGU). ISBN 978-617-579-087-8.

12. Nifadiev, V. I., Kovalenko, V. A., Raiymkulov, M. A., Komissarov, P. V., & Basakina, S. S. (2018). Gas-dynamic instability during blasting of a borehole charge dispersed by air gaps as a cause of the initial network of cracks in the rock. Vestnik Kyrgyzsko-Rossiiskogo Slavianskogo Univarsiteta18(4), 175-179.

13. Prokopenko, V. S. (2017). Destruction of rocks by borehole charges of explosives in the gopher hole: monographKiev: Ihor Sykorskyi KPI: Politekhnika. ISBN 978-966-622-850-8.

14. Malygin, O. N., Sytenkov, V. N., Rubtsov, S. K., & Dzhos, V. F. (2002).  The main ways to reduce dust and gas emissions during large-scale blast in the Muruntau quarry. Gornaia promyshlennost4, 24-27.

15. Petelin, E. A. (2013). On the criterium for rational energy saturation of rocks. Naukovi pratsi DonNTU. Seriia “Hirnycho-heolohichna”2(19), 19-23.

16. Voitenko, A. E., Sobolev, V. V., Prokudin, A. Z., Chebenko, L. Yu., & Kirichenko, A. L. (2013). Possible cause of rock crushing in the near explosion zone. In Vysokoenergeticheskiie sistemy, protsessy i ikh modeli, (pp. 247-254). Dnepr: Aktsent PP. ISBN 978-966-2607-70-3.

17. Sobolev, V. V., Taran, Yu. N., & Gubenko, S. I. (1993). Synthesis of diamond in cast iron. Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, 1, 2-6.

18. Sobolev, V. V., Taran, Y. N., & Gubenko, S. I. (1997). Shock wave use for diamond synthesis. Journal De Physique. IV: JP7(3), C3-73–C3-75.

19. Kalinichenko, A. S., Kalinichenko, V. A., Niss, V. S., & Grigiriev, S. V. (2014). Stability of microstructure of quenched aluminum alloys. Litiio i metallurgiia, 1(74), 93-96.

20. Brovin, V. E., & Menzhulin, M. G. (2006). Calculation of dissipation energies and parameters of stress waves during blasting of cylindrical explosive charges in rock. Zapiski Gornogo instituta167(2), 83-85.

21. Trunin, R. F. (Ed.) (1992). Properties of condensed matter at high pressures and temperatures. Arzamas-16: Vsesoiuznyi NII eksperimentalnoi fiziki.

22. Sobolev, V. V., Kulivar,V. V., Melnikov, D. V., & Kirichenko, A. L. (2018). Estimation of parameters of rock shock compression during contact dennotation of explosive charge. In Perspektyvy rozvytku budivelnykh tekhnolohiiDnipro NHU, 12 th International scientific and practical conference for young scientists, graduate students and students, (pp. 132-135). Retrieved from http://ir.nmu.org.ua/handle/123456789/152335. 

23. Danilenko, V. V. (2010). Blasting: physics, engineering, technology. Moscow: Energoatomizdat. ISBN 978-5-283-00857-8.

24. Soboliev, V., Bilan, N., & Samovik, D. (2013). Magnetic stimulation of transformations in coal. In Mining of Mineral Deposits, (pp. 221-225). Leiden: CRC Press/Balkema.

25. Rudakov, D., & Sobolev, V. (2019). A Mathematical Model of Gas Flow during Coal Outburst Initiation. International Journal of Mining Science and Technology, 791-796. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2019.02.002.

26. Molchanov, O., Rudakov, D., Sobolev, V., & Kamchantnyi, O. (2018). Destabilization of the hard coal nanostructure by a weak electric field. E3S Web of Conferences 60. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000023.

27. Sobolev, V. V., Rudakov, D. V., Molchanov, O. M., Stefanovych, L. I., & Kirillov, A. K. (2019). Physical and chemical transformations in gas coal samples influenced by the weak magnetic field. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 52-58.https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-6/8.

28. Surov, V. S. (1997). Calculation of the interaction of an air shock wave with porous material. Vestnik Cheliabinskogo Universyteta, 6.Fizika, 124-134.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3124216
Сегодня
За месяц
Всего
267
5397
3124216

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная О журнале редакционная коллегия RusCat Архив журнала 2020 Содержание №2 2020 Оценка ударно-волновых параметров в ближней зоне взрыва при разрушении горных пород скважинными зарядами