Управління детонаційним процесом в подовжених зарядах при руйнуванні породних масивів

раціональні способи конструювання бойовиків на основі встановлених закономірностей розвитку детонаційного процесу в системі “ініціатор – заряд ВР”;

конструкції комбінованих свердловинних зарядів ВР із спіральними елементами ініціатора і розміщенням по довжині заряду підсилювачів «гарячих точок» - твердих часток з плоскими гранями інертних речовин і конверсійних порохів;

раціональні конструкції свердловинних зарядів, порядок буріння свердловин на блоці, що підривається, і методика розрахунку відстані між ними з урахуванням фізико-механічних властивостей шаруватих масивів гірських порід. 

методи управління ініціюванням зарядів стосовно умов руйнування різноміцних шаруватих масивів гірських порід.

Особистий внесок здобувача в роботи, опубліковані в співавторстві:

одержання й аналіз експериментальних даних за участю в розробці методики розрахунку параметрів розташування й конструкцій свердловинних зарядів у шаруватих масивах гірських порід [1, 10, 13]; обґрунтування параметрів спірального ініціатора і його енергетичних характеристик [6, 8]; аналіз результатів і побудова графічних залежностей коефіцієнта дисперсності порохів від радіуса заряду [3]; аналіз експериментальних даних для визначення імпульсу тиску при електровибухові [5]; постановка завдання, аналіз результатів розрахунку по забезпеченню оптимального режиму детонації залежно від акустичних жорсткостей бойовика й заряду ВР [7, 9]; обґрунтування впливу місця детонуючого шнура на процес детонації подовженого заряду й механізму руйнування негабаритних кусків [ 11, 12].

Апробація результатів дисертації. Основний зміст роботи й окремих її розділів доповідались й одержали схвалення на Міжнародній конференції «II Школа Геомеханіки» (Глівіце - Устронь, Польща, 1995 р.); Міжнародної конференції «Проблемы гидрогеомеханики в горном деле и строительстве» (Київ, 1996 р.); Міжнародної конференції «III Школа Геомеханіки» (Глівіце - Устронь, Польща, 1997 р.); VIII Міжнародному симпозіумі «Геотехніка - 98» (Глівіце - Устронь, Польща, 1998 р.); на Міжнародному форумі “Екологічні технології та інновації ” (Київ, 2008р.), на науково-технічних семінарах кафедр геобудівництва і гірничих технологій і інженерної екології НТУУ ”КПІ” (Київ, 2002 - 2003 р.р.), Національного НДІ промислової безпеки та охорони праці (Київ, 2002 - 2008р.р.) .

Публікації. Основні положення дисертації опубліковані в 13 друкованих працях: статей у фахових виданнях – 9 в т.ч. самостійно - 2; доповідей за матеріалами конференцій – 3, методичних розробок - 1.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, п’ятьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з 139 найменувань на 16 сторінках, 2-х додатків на 2 сторінках, містить 16 рисунків, 21 таблицю. Загальний обсяг роботи становить 139 сторінок.

 

 

Вступ. Обґрунтовано актуальність обраної теми, сформульовано мету, завдання дослідження, визначено наукові положення та їх новизна, наукове і практичне значення отриманих результатів, а також викладено дані щодо апробації та публікацій.

У першому розділі розглянуто за останні роки досягнення з поставлених в роботі задач. В останні роки в галузі вибухової справи обґрунтовано методичні напрямки і способи урахування властивостей порід, що руйнуються, розроблені нові типи вибухових речовин, конструкції зарядів і способи їх ініціювання, методи розрахунку параметрів підривних робіт, варіанти різних схем короткосповільненого підривання (КСП) і ін. Значний внесок у розвиток теорії й практики в даному напрямку внесли відомі вітчизняні й зарубіжні вчені: Ф.А. Баум, В.Ф. Бизов, В.В. Бойко, О.О. Вовк, В.В. Воробйов, В.Д. Воробйов, Е.І. Єфремов, В.М. Комір, В.Г. Кравець, М.В. Крівцов, Р.С. Крисін, Б.М. Кутузов, Ф.І. Кучерявий, П.З. Луговий, І.А. Лучко, Ю.С. Мец, М.В. Мєльніков, В.Д. Петренко, К.Н. Ткачук, П.Й. Федоренко, О.В. Шапурин, А.Т. Воєводка, Б. Кільстрем, М. Кук, У. Лангефорс, К. Хіно й багато інших.

Згадані наукові, технічні й технологічні розробки в ряді випадків, особливо при веденні підривних робіт у шаруватих масивах, не забезпечують досить ефективного використання енергії вибуху при дробленні гірських порід. Підвищення ефективності вибуху здійснюється у першу чергу через конструкцію заряду й вимагає сукупного урахування геометричних і технологічних параметрів, представлених формою заряду і параметрами ініціатора. 

Відомі способи започаткування детонаційного процесу в зарядах ВР не вичерпують можливості передачі енергії детонаційної хвилі через нерозвиненість механізму її регулювання. В достатній мірі не враховується вимога підвищення енергетики вибуху заряду ВР на початковому його етапі за рахунок форми, конструкції й місця розташування ініціатора, узгодження його детонаційних властивостей з характеристиками ініційованого заряду, забезпечення оптимального кута зустрічі фронту детонації із межею поділу ВР і породи, введення до складу ВР невибухових домішок з різними геометричними параметрами й фізико - механічними властивостями й ін. В роботі на основі аналізу існуючих способів керування детонаційними процесами сформульовано вищевказані мета і задачі досліджень. 

У другому розділі наведено результати вивчення процесу ініціювання промислового заряду, що складається з декількох етапів, основним з яких є передача ініціюючого імпульсу від бойовика зарядові ВР. У роботі здійснений аналіз зв'язку енергетичних, детонаційних і кінематичних параметрів системи при ініціюванні зарядів. Відомо, що в заряді в районі бойовика залежно від його детонаційних характеристик існує зона з несталим режимом детонації, яка може змінюватися в межах 2…10 діаметрів подовженого заряду. Навіть при використанні потужного бойовика на початковій ділянці заряду спостерігається різке падіння D значно нижче штатної й наступне її зростання до DВР. Звертає на себе увагу залежність цього процесу від типу бойовика (виду ВР) і його