Оцінка ударно-хвильових параметрів у ближній зоні вибуху при руйнуванні гірських порід свердловинними зарядами

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

Authors:

В. В. Соболєв, доктор технічних наук, професор, orcid.org/0000-0003-1351-6674, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

В. В. Кулівар, orcid.org/0000-0002-7817-9878, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. Л. Кириченко, кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0002-1331-9323, Державне підприємство «Науково-виробниче об’єднання «Павлоградський хімічний завод», м. Павлоград, Дніпропетровська обл., Україна

А. В. Курляк, orcid.org/0000-0001-8704-3414, Державне підприємство «Науково-виробниче об’єднання «Павлоградський хімічний завод», м. Павлоград, Дніпропетровська обл., Україна

О. О. Балакін, orcid.org/0000-0003-2003-0381, Державне підприємство «Науково-виробниче об’єднання «Павлоградський хімічний завод», м. Павлоград, Дніпропетровська обл., Україна

 повний текст / full article



Abstract:

Мета. Аналіз експериментальних результатів, опис фізичного механізму подрібнення порід і розробка методики розрахунку ударно-хвильових параметрів у ближній зоні вибуху; дослідження можливої ролі термопружних напруг у руйнуванні породи до ультрадисперсних фракцій у ближній зоні вибуху.

Методика. В експериментах використано метод вимірювання динамічної стисливості кам’яного вугілля, заснований на визначенні швидкості ударних хвиль і масової швидкості частинок речовини за фронтом. Метод відображення використано для побудови ізоентропи продуктів детонації вибухових речовин (ВР) і їх ударної адіабати

Результати. Проведені експериментальні дослідження параметрів динамічної стисливості кам’яного вугілля – швидкості ударної хвилі й масової швидкості частинок речовини за фронтом ударної хвилі. Побудовані ударні адіабати для емульсійних ВР ЕРА Р-3 і кам’яного вугілля. Виконано ряд теоретичних досліджень.

Наукова новизна. Запропоновано методику оцінки ударно-хвильових параметрів у ближній зоні вибуху свердловинного або шпурового заряду. Запропоновано фізичний механізм руйнування порід до ультрадисперсних частинок. Причиною одного з можливих, а може бути й головного механізму руйнування гірської породи у ближній зоні вибуху, можуть бути термопружні напруги. В якості альтернативного (або як додатковий фактор) розглядається механізм, обумовлений переходом мікроструктури кристалічних компонентів породи до стану нестійкості. Причиною є перенасичення мікроструктури породи лінійними й точковими дефектами. Перевищення значення критичної концентрації дефектів призводить до надмірного запасу внутрішньої енергії з подальшим спонтанним руйнуванням хімічних зв’язків. Побудовані ударні адіабати коксівного вугілля трьох марок, ізоентропа та ударна адіабата продуктів детонації емульсійної вибухової речовини ЕРА Р-3. У координатах «тиск – масова швидкість частинок» криві ударних адіабат кам’яного вугілля відрізняються не більше ніж на 4 %.

Практична значимість. Аналіз наукових результатів може бути необхідною умовою для розробки додаткових охоронних заходів в області екологічної безпеки навколишнього середовища при проведенні вибухових робіт при відкритому й підземному видобутку корисних копалин.

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.

 

Наступні статті з поточного розділу:

Попередні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

3123817
Сьогодні
За місяць
Всього
294
4998
3123817

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна Головна UkrCat Архів журналу 2020 Зміст №2 2020 Оцінка ударно-хвильових параметрів у ближній зоні вибуху при руйнуванні гірських порід свердловинними зарядами