Науковий вісник НГУ

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

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №2 2020

Останнє оновлення: 10 травня 2020

Опубліковано: 10 травня 2020

Перегляди: 2068

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

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 pryrodokorystubvannia, 12, 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 instituta, 171, 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 Univarsiteta, 18(4), 175-179.

13. Prokopenko, V. S. (2017). Destruction of rocks by borehole charges of explosives in the gopher hole: monograph. Kiev: 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 promyshlennost, 4, 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: JP, 7(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 instituta, 167(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 tekhnolohii. Dnipro 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.

• < Попередня
• Наступна >