Науковий вісник НГУ

Вибір та обґрунтування параметрів буропідривних робіт методом генетичних алгоритмів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2023

Останнє оновлення: 28 серпня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1273

Authors:

С. А. Ус, orcid.org/0000-0003-0311-9958, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

O. K. Іщенко, orcid.org/0000-0003-2449-5258, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д. В. Коба, orcid.org/0000-0002-0893-4954, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

К. С. Іщенко*, orcid.org/0000-0003-2237-871X, Інститут геотехнічної механіки імені М. С. Полякова Національної академії наук України, м. Дніпро, Україна, е-mall: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (4): 040 - 047

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-4/040

Abstract:

Мета. Експериментальними й теоретичними дослідженнями обґрунтувати раціональне місце розташування зарядів різних типів і їх технологічні параметри у віялі з урахуванням фізико-механічних властивостей і структурних особливостей порід у гірському масиві.

Методика. В експериментах використано удосконалений метод геоструктурного аналізу гірських порід по отриманню уточнюючих даних щодо їх властивостей, блокової структури масиву й типу та напрямку розвитку систем тріщин. На петрографічних шліфах методом мікроскопічного аналізу проведена ідентифікація систем тріщин, їх густину, інтенсивність і напрямок розвитку систем тріщин, за якими розраховують середній показник коефіцієнту тріщинуватості, а коефіцієнт анізотропії – методом воронкоутворення. Обґрунтування раціонального місця розташування й кількості зарядів у кожному віялі виконані методами генетичних алгоритмів і розробленого програмного продукту.

Результати. Розраховано коефіцієнт тріщинуватості та анізотропії фізико-механічних властивостей уранових руд, що склав 78 тр/см² і 1,4 відповідно. Відповідно до розроблених математичних моделей і програмного продукту виконані рішення оптимізаційної задачі з використанням алгоритмів генетичного типу, за якими визначені основні пріоритети: розташування заряду у віялі згідно зі структурою масиву та раціональний діаметр свердловини, що сприяє обмеженню кількості негабаритних блоків відбитої руди.

Наукова новизна. Полягає у встановленні закономірностей зміни коефіцієнту анізотропії від коефіцієнту тріщинуватості, характеру розподілу й кількості мікротріщин (тр/см²) у зернах кварцу, що присутній в урановій руді за лінійним законом, а вихід (у %) негабаритних блоків при руйнуванні уранової руди від коефіцієнту тріщинуватості – за поліноміальним законом. Уперше за побудованими математичними моделями та розробленого програмного продукту визначені оптимальні місця розташування й кількість зарядів у кожному віялі, діаметр свердловин з урахуванням типу породи, її міцності та тріщинуватості, геометричних показників рудного покладу.

Практична значимість. Зазначені результати експериментальних і теоретичних досліджень становитимуть основу для розробки та обґрунтування раціональних параметрів ресурсозберігаючих і сейсмічно безпечних способів відбійки міцних гірських порід складної будови при видобутку уранових і залізних руд енергією вибуху на рудниках.

Ключові слова: свердловина, тверде середовище, вибух, тріщинуватість, анізотропія, генетичний алгоритм

References.

1. Frolov, O. O., & Mal`czeva, Yu. S. (2018). Determination of effective diameter downhole charge taking into account the technical and economic assessment blasting works. Visnyk of Kryvyi Rih National University, 46, 9-14.

2. Vovk, O. A. (2013). Parameters of seismic waves under the action of a concentrated charge. Ugol Ukrainyi, (7), 42-45.

3. Lyashenko,V. I., & Dudchenko, A. H. (2012). Substantiation of seismic-safe parameters for urban development of parameters of massive explosions in the underground development of uranium deposits. Gornyi zhurnal, (8), 40-44.

4. Lyashenko, V. I., & Kislyiy, P. A. (2015). Substantiation of seismic-safe parameters of explosions during underground mining of near-surface reserves of a field under urban development. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal, (3), 84-93.

5. Lyashenko, V. I., & Kislyiy, P. A. (2013). Seismic monitoring of underground mining of uranium deposits. Tsvetnaya metalurgiya, 6, 23-32.

6. Aleksandrova, N. I. (2017). Features of the propagation of pendulum waves arising from the explosion of a buried cord charge in a block rock mass. Fiziko-tehnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh, (5), 29-36.

7. Aleksandrova, N. I. (2016). Seismic waves in a three-dimensional block medium. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 472(2192). https://doi.org/10.1098/rspa.2016.0111.

8. Us, S. А., & Ishchenko, K. S. (2018). Substantiation of the place of laying of explosive charges in the massif of strong rocks, (1), (pp. 13-17). Brno: Baltija Publishing.

9. Segarra, P., Sanchidrián, J.A., Castedo, R., López, L.M., & Del Castillo, I. (2015). Performance of some coupling methods for blast vibration monitoring. Journal of Applied Geophysics, 112, 129-135.

10. Humenyk, I. L., Strilets, O. P., & Shvets, V. Yu. (2012). Determination of optimal parameters of seismically safe drilling operations at the Pishchansky deposit of migmatites and granites. Suchasni resursoenerhosberihaiuchi tekhnolohii hirnychoho vyrobnytstva, 2(10), 112-119.

11. Kumar, R., Choudhury, D., & Bhargava, K. (2016). Determination of blast- induced ground vibration equations for rocks using mechanical and geological properties. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8(3), 341-349. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.10.009.

12. Boiko, V. V. (2012). Problems of seismic safety of explosives in quarries of Ukraine: monograph. Kyiv: TOV “Vydavnytstvo Stal”.

13. Khlevniuk, T. V. (2013). Seismic safety of buildings and structures during  blasting operations in quarries. Visnyk Zhytomirskoho Derzhavnoho Tekhnolohichnoho Universytetu (ZhDТU), 1(64), 144-147.

14. Gui, Y. L., Zhao, Z. Y., Jayasinghe, L. B., Zhou, H. Y., Goh, A. T. C., & Tao, M. (2018). Blast wave induced spatial variation of ground vibration considering field geological conditions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 101, 63-68. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2017.11.016.

15. Li, J. C., Li, N. N., Chai, S. B., & Li, H. B. (2017). Analytical study of ground motion caused by seismic wave propagation across faulted rock masses. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 42(1), 95-109. https://doi.org/10.1002/nag.2716.

16. Belin, V. A., Holodilov, A. N., & Gospodarikov, A. P. (2017). Methodological foundations for predicting the seismic action of massive explosions. Gornyi zhurnal, (2), 66-68.

17. Holodilov, A. N., & Gospodarikov, A. P. (2020). Model for calculating seismic vibrations arising from massive explosions in underground mines. Fiziko-tehnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh, (1), 33-40.

18. Frolov, O. O., & Khlanovskyy, A. V. (2017). Regarding the choice of the effective diameter of downhole charges in the quarryх. Visnyk NTUU “KPI”. Seriya “Hirnytstvo”, 33, 15-21.

19. Zuyevska, N. V., Chala, O. M., Tarasyuk, O. S., & Pasko, M. V. (2018). Modeling of the process of explosive destruction of ferrous quartzites. Visnyk Donetskoho Hirnychoho Instytutu, (1), 39-45.

20. Zhukova, N. I. (2014). Development of well charges based on the criterion of energy consumption of drilling rock massifs with voids. Visnyk NTUU “KPI”. Seriya “Hirnytstvo”, 23, 40-47.

21. DSTU 4704:2008 Carrying out industrial explosions. Seismic safety standards to replace DSTU П 4704:2006 (2008). Kyiv: Derzhspozhyvstandart. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=86092.

22. DSTU 7116:2009 Industrial explosions. Method for determining the actual seismic stability of buildings and structures (2010). Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy. Retrieved from http://online.budstandart.com/ru/catalog/doc-age.html?id_doc=26057.

23. Stanina, O. D. (2015). On some mathematical models of facility location problems of mining and concentration industry, (pp. 419-424). Balkema – London: CRC Press, Taylor & Francis Group.

24. Us, S., Ishchenko, O., & Koba, D. (2019). New methodical approaches to justify selection explosive for destruction of solid rocks. International Conference Essays of Mining Science and Practice, Dnipro, Ukraine, June 25-27. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900032.

25. Us, S. A., Solovev, A. V., & Ishchenko, K. S. (2017). Mathematical justification on the choice of explosive material to rupture strong rocks of complex structure. Мetallurgical and Mining Industry, (5), 42-45.

26. Ishchenko, В.S. (2017). The method of chipping rocks. (Ukrainian Patent No.118271). Ukraine.

• < Попередня
• Наступна >