Управління детонаційним процесом в подовжених зарядах при руйнуванні породних масивів

При виконанні досліджень у дисертаційній роботі отримані наступні наукові й практичні результати:

1. Встановлено, що відповідно до існуючих теоретичних і прикладних досліджень фізики й механіки взаємодії в системі “ініціатор - заряд - середовище” недостатньо вивчено ключові фактори, що забезпечують оптимальний механізм збудження процесу детонації і передачі енергії вибуху подовженого заряду в середовище і мають враховувати особливості трансформації детонаційних хвиль у промисловому заряді та структурно - текстурний склад руйнованого масиву.

2. При доборі ініціатора необхідно враховувати його геометричні параметри - висоту й діаметр, які визначають величину активної частини маси ініціатора і, згідно з експериментальними даними, потребують раціональних співвідношень, при цьому необхідно намагатись досягнути діаметра бойовика, наближеного до діаметра заряду.

3. Аналіз встановлених залежностей між геометричними й енергетичними параметрами ініціюючого заряду, з однієї сторони, та масовою швидкістю в ініційованому середовищі свідчить про домінуючу роль взаємодії ініціатора й ініційованого об'єкта на рівні акустичних імпедансів двох середовищ. Ефективність цього механізму пов’язана з явищами відбиття і заломлення хвилі на межі поділу середовищ. Максимальний ефект досягається при співвідношенні між акустичними імпедансами бойовика і заряду у межах 2…2,2. 

4. Аналітичними і експериментальними дослідженнями встановлено, що застосування в конструкції подовженого заряду спіральних ініціюючих пристроїв і введення в склад сумішевих ВР інертних твердих часток в якості підсилювачів "гарячих точок" дозволяє керувати детонаційним процесом в зоні розгону детонації і контролювати ефективність перерозподілу і передачі енергії детонуючого свердловинного заряду руйнованому середовищу.

5. Підвищення технологічної і економічної ефективності управління детонаційним процесом при вибуху зарядів ВР досягається застосуванням в зарядах сумішевих ВР конверсійних боєприпасів, підготованих за відповідними технологіями.

6. Для умов структурно неоднорідних скельних масивів, що характеризуються наявністю горизонтальної і вертикальної шаруватості, обгрунтовано розрахункові формули для визначення параметрів спірального ініціатора, конструкції, розмірів и геометрії мережі розташування зарядів ВР з урахуванням орієнтування найбільш міцних шарів.

7. Від впровадження розроблених методів керування детонаційним процесом при веденні підривних робіт свердловинними зарядами ВР на кар'єрах досягається річний економічний ефект у сумі понад 80,0 тис. грн. 

 

 

Повышение эффективности взрывного дробления разнопрочных пород с вертикальной слоистостью /В.Д. Воробьев, В.А. Плаксий, С.Б. Александренко, В.Л. Демещук // Уголь Украины. – К.: Техника. – 1993. - № 6. – С. 27-28.

Демещук В.Л. Розробка конструкцій свердловинних зарядів вибухових речовин підвищеної безпеки //Проблеми охорони праці в Україні: Зб. наук. праць. – К.: ННДІОП. – 1998. – В.1. – С. 108-114.

Безпечне застосування сумішевих вибухових речовин / В.Д. Воробьев, В.І. Плужник, В.Л. Демещук, І.В. Косьмін //Проблеми охорони праці в Україні: Зб. наук. праць. – К.: ННДІОП. – 1999. – В.2. – С. 109-117.

Демещук В.Л. Безпечність систем ініціювання і підривання зарядів з циліндричною осьовою порожниною // Проблеми охорони праці в Україні: Зб. наук. праць. - К.: ННДІОП. – 2000. – Вип.3. – С. 90-96.

Дослідження комбінованого електровибуху для руйнування гірських порід /В.Д. Воробйов, В.І. Плужник, В.Л. Демещук, Л.Д. Воробйова // Проблеми охорони праці в Україні: Зб. наук. праць. - К.: ННДІОП. – 2001. – Вип. 4. – С. 53-57.

Воробьев В.Д., Масюкевич А.М., Демещук В.Л. Влияние спирального инициатора на параметры детонации зарядов взрывчатых веществ //Вісник НТУУ “КПІ”. Серія “Гірництво”: Зб. наук. праць. – К.: НТУУ “КПІ”: ЗАТ “Техновибух”. – 2001. – Вип. 5. – С. 40-48.

Воєводка А., Демещук В.Л. Забезпечення оптимального режиму детонації свердловинних зарядів шляхом застосування подовжених ініціаторів // Проблеми охорони праці в Україні: Зб. наук. праць. – К.: ННДІОП. – 2002. – В.3. – С. 41-48.

Кравец В.Г., Демещук В.Л. Влияние геометрических и энергетических параметров инициатора на механизм развития детонации в удлиненном заряде // Вісник НТУУ “КПІ”. Серія “Гірництво”: Зб. наук. праць. – К.: НТУУ “КПІ”: ЗАТ “Техновибух”. – 2002. – Вип. 7. – С. 64-71.

Воробьев В.Д., Масюкевич А.М., Демещук В.Л. Экспериментальное обоснование эффективности применения спирального инициатора зарядов смесевых взрывчатых веществ //Вісник НТУУ “КПІ”. Серія “Гірництво”: Зб. наук. праць. – К.: НТУУ “КПІ”: ЗАТ “Техновибух”. – 2005. – Вип. 12. – С. 19-26.

Energetyczna efektyvnoњж wybuchu wydluџonych Ladunkow Materialьw wybucbowych z kierowaniem frontem fali detonacyjnej / A.A. Wowk, W.D. Worobiow, W. Demieszchuk, W. Rogoџnikowa, I. Parchanski // Miedzynarodowa Konferencia II Szkola Geomechaniki. – Gliwice (Polska). – 1995. – C. 395-406

Влияние геометрии и места расположения детонирующего шнура на процесс детонации скважинных зарядов ВВ / В.Д. Воробьев, А.А. Фролов, В.Л. Демещук, А.Э. Кураколов // Проблемы гидрогеомеханики в горном деле и стр-ве. Матер. конференции. – К.: Знание. – 1996. – Ч.2. – С. 69-71.

Плужник В.И., Демещук В.Л., Воеводка А.-Т. Вопросы механики разрушения негабарита на открытых горных работах // Miedzynarodowa Konferencia III Szkola Geomechaniki. – Gliwice (Polska). – 1997. – S.163-168.

Демещук В.Л. Расчет параметров скважинных зарядов при короткозамедленном взрывании // Рекомендации по снижению энергоемкости буровзрывных работ на карьерах / В.Д. Воробьев, А.И. Крючков, В.С. Прокопенко, П.И. Толкач, А.А. Фролов. – К.: НТУУ “КПИ”. – 1996. - Ч. 4. – С. 22-42. 

 

 

Демещук В.Л. Управління детонаційними процесом в подовжених зарядах при руйнуванні породних масивів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.03 “Відкрита розробка родовищ корисних копалин”. Національний технічний університет України “КПІ”, Київ, 2008.

У дисертації з метою підвищення ефективності управління процесом детонації подовжених зарядів для забезпечення максимальної передачі енергії вибуху в масив, що руйнується,. oбґрунтовано механізм розвитку детонаційного процесу заряді з урахуванням геометричних та енергетичних параметрів бойовика та його взаємодії на акустичному рівні з ініційованим зарядом. 

В якості ефективних засобів реалізації енергії вибуху розроблено раціональні методи її перерозподілу в системі “бойовик – заряд - середовище” за рахунок застосування спірального ініціатора заданих параметрів та твердих домішок оптимальної форми до ВР, включаючи конверсійні порохи, що слугують джерелами “гарячих точок”.

Запропоновано порядок буріння та спосіб розрахунку параметрів мережі свердловин, раціональні конструкції комбінованих свердловинних зарядів у застосуванні до умов руйнування шаруватих порід різної міцності.

Ключові слова: ініціатор, механізм передачі, акустичний імпеданс, перерозподіл енергії, відбиття, спіраль, гаряча точка, дайка, комбінований заряд. 

 

 

Демещук В.Л. Управление детонационным процессом в удлиненных зарядах при разрушении породных массивов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.03 – Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. – Национальный технический университет Украины “КПИ”. Киев, 2008.

В диссертации с целью повышения эффективности управления процессом детонации удлиненных зарядов для обеспечения максимальной передачи энергии взрыва в разрушаемый массив обоснован механизм развития детонационного процесса с учетом геометрических и энергетических параметров боевика. 

Изучены особенности развития детонационных явлений на контакте удлиненного заряда с боевиком, состоящих в образовании зоны неустойчивой детонации в торце заряда вследствие особенностей взаимодействия разнородных по энергетике, плотности и детонационным характеристикам взрывчатых веществ боевика и инициируемого заряда подобно известному явлению акустического взаимодействия систем в динамическом режиме. Получена обобщенная зависимость между активной частью энергии инициатора, кинематическими параметрами ударной волны в инициируемой среде и долей переходящей в среду энергии инициатора, объединяющая высоту, диаметр, детонационные характеристики боевика с массовой скоростью в среде, приведенной к акустическому импедансу боевика.

В развитие идеи перераспределения энергии взрыва за счет изменения направления фронта детонационной волны относительно стенок зарядной полости обосновано условие рационального расположения спирального инициатора в боевике или заряде. 

Выполнены исследования по применению в рассчитанных частях заряда или в переходных между его частями зонах возбудителей “горячих точек”, которыми служат инертные включения, а также конверсионные пороха различных марок. Установлено, что с позиции максимального возбуждения температуры в “горячих точках” взрывчатой смеси наибольшее воздействие оказывают частицы с плоскими гранями. Применение конверсионных порохов в скважинных зарядах за счет их дисперсности обусловливает образование дискретного фронта, способствующего уменьшению радиуса зоны переизмельчения. Анализ результатов взрывания смесевых ВВ с пороховыми добавками в накладных и шпуровых зарядов позволил выделить группы ВВ по составу, обеспечивающие безотказную их работу в требуемом режиме. 

Поскольку разнопрочным участкам массива с горизонтальной и вертикальной слоистостью должна соответствовать равнозначная энергия взрыва, рекомендованы рациональные конструкции зарядов, способы их инициирования и методические положения расчета сетки скважин, исходя из наличия ассортимента ВВ.

Ключевые слова: инициатор, механизм передачи, акустический импеданс, перераспределение энергии, отражение, спираль, горячая точка, дайка, комбинированный заряд.

 

 

Demeshchuk V.L. The detonation process management in column charges under rock mass breaking. The Manuscript.

Dissertation on competition for a candidate degree in engeneering on speciality Opencast Mining. National technical University of Ukraine “KPI”, Kiev, 2008.

An order to raise the effectivness of column charges detonation process management for maximal transference of explosive energy in breaking rock massive mechanism of detonation process development has been grounded in the dissertation. Geometrical and energetical parameters of initial charge and its interaction with initiated column charge on acoustical level have been took in consideration.

As effective means for blast energy implementation in “initial charge – column charge – rock massive” system rational methods of energy redistribution by using of spiral initiators and hard agents as “hot points” mechanism intensificators have been elaborated.

The order of drilling and way of hole system calculation, rational constructions of combined hole charges for breaking of bedded rock massives with different strength have been proposed.

Key Words: initiator, mechanism of transference, acoustic impedance, energy redistribution, reflection, spiral, hot point, dike, combined charge.