AP19676884 «Разработка эффективных методов дробления горной массы при отработке руды из сложноструктурного массива путем управления параметрами энергии взрыва»

Актуальность

Разработка месторождений с высокоразломанными и сложноструктурными массивами представляет серьёзные инженерно-технические трудности. Нестабильные физико-механические свойства пород и высокая степень трещиноватости существенно снижают эффективность традиционных буровзрывных технологий. В связи с этим актуальна разработка научно обоснованных методов управления взрывной энергией, обеспечивающих стабильное разрушение массива, повышение производительности и снижение затрат на добычу.

Цель

Целью работы на 2024 год является разработка методов управления энергией взрыва и параметрами буровзрывных работ для разрушения сложноструктурных и сильнотрещиноватых горных массивов, основанных на теоретических и экспериментальных исследованиях, моделировании газодинамических процессов и оптимизации конструкции зарядов взрывчатых веществ.

Ожидаемые и достигнутые результаты

Установлено, что разрушения в трещиноватых массивах инициируются волнами растяжения, при детонации заряда происходит равномерное распределение энергии взрыва во всех направлениях, однако за пределами зон разрушения напряжение быстро снижается. Для расчета давления и напряжений разработана модель с эквивалентными результирующими силами, направленными по четырем осям к центру тяжести заряда. Моделирование газодинамических процессов в зарядной камере показало, что применение газодинамической забойки в условиях разрушения сложноструктурных сильнотрещиноватых массивов обеспечивает задержку продуктов детонации на 10-15 мс, что, в свою очередь, приводит к продолжительному воздействию повышенного давления на стенки скважины. Установлено, что размеры зон разрушения увеличиваются с ростом длины заряда, что необходимо учитывать при проектировании взрывных схем, особенно в трещиноватых породах, где размеры и форма зон разрушения могут варьироваться в зависимости от геологических условий. Исследования показали, что длина заряда, равная 0,75 глубины скважины или 0,85 высоты уступа, является наиболее эффективной для достижения качественного дробления и максимального объема разрушения. На основании полученных результатов было установлено соотношение между радиусами зон разрушения и величиной разрушающих напряжений, а также предложена эмпирическая формула для определения радиуса разрушения.