Исследование формирования направленного раскола при взрыве удлиненных зарядов взрывчатого вещества

УДК 622.235

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ НАПРАВЛЕННОГО РАСКОЛА ПРИ ВЗРЫВЕ УДЛИНЕННЫХ ЗАРЯДОВ ВЗРЫВЧАТОГО ВЕЩЕСТВА

Р.Е. Андреев, Е.Б. Гридина, С.Я. Жихарев

Механизм разрушения горных пород взрывом заряда взрывчатого вещества достаточно сложен ввиду того, что процесс разрушения происходит за очень короткое время при достаточно больших значениях динамических нагрузок. Поэтому до сих пор не выработана единая точка зрения на проблему разрушения горных пород взрывом. Рассматривается напряженное состояние в среде на квазистатической стадии действия при взрыве удлиненных зарядов. Описаны формирование и распространение зон трещино-образования при взрыве зарядов, а так же напряженное состояние в среде на квазистатической стадии действия при взрыве удлиненных зарядов. Представлены результаты лабораторных исследований формирования зон трещинообразования при взрыве сплошных зарядов в зависимости от свойств взрывчатых веществ и конструкции заряда на квазистатической стадии действия взрыва.

Ключевые слова: газодинамическая задача, горный массив, детонация, взрывчатое вещество.

Как установлено рядом исследований [2, 4, 6, 7, 9, 11, 18], для образования трещины вдоль линии предполагаемого раскола горных пород при взрыве заряда взрывчатого вещества необходимо сконцентрировать на стенке шпура растягивающие напряжения, превышающие предельные значения прочности пород, окружающих шпур. Для исследования напряженно-деформированного состояния массива горных пород вокруг шпурового отверстия различной формы с некоторыми допущениями применимы методы математической теории упругости. Рассмотрим случаи распределения напряжений вокруг шпура круглой формы при квазистатическом давлении продуктов взрыва на стенки шпура.

Напряжения в полярных координатах определяются из следующих выражений:

( +ав= 4Ке«(Х);

где (г ,(в ,&гв - напряжения, действующие в рассматриваемой точке массива блока - радикальные, тангенциальные и касательные; Яе - действительная часть функции отображения.

«х с УХ=С(Х).

где Х = Ре1в - функция плоскости (X), на которую отображается плоскость комплексной переменной Ъ = х + ¡у; р - безразмерный радиус плоскости (X); со(Х) - отображающая функция плоскости (Ъ) на плоскость (X); Знак ' над функцией обозначает сопряженность.

Для динамических задач решается волновое уравнение распространения волн в неоднородной среде:

а2 А и = 0( х, г),

й 2и

йг2

где и - смещение породы; А - оператор Лапласа; А = —- - для одно-

йх

мерной среды; х, г) - возмущающая колебания и волн сила, отнесенная к единице длины; х, г - координаты колебаний соответственно по оси х и во времени.

Это уравнение имеет начальные условия

йи

и\г=0 = /

и неоднородные краевые условия:

йи

на свободной поверхности

йг

= у(х);

г=0

йх

х=0

на нагруженной поверхности шпура

0;

йи

йх

= кР

х=В

Нагрузка Р, приложенная к стенкам шпура и представляющая собой среднее давление продуктов взрыва, создает радиальные (ог) и тангенциальные (оо) напряжения в породе вокруг шпурового отверстия, которые определяются по уравнениям приведенным выше. Решение этих уравнений имеет вид

о. =- Р

2

V г у

Г о\2

Оо= Р

Я

V г У

Ого= 0

где Я, г - соответственно радиус шпура и расстояние от центра шпура в рассматриваемую точку.

При проведении горных выработок сплошным забоем эффективность работ во многом определяется правильным выбором глубины шпура, массой заряда и схемой расположения комплекта шпуров. Известно, что при ведении взрывных работ в зажатой среде требуется дополнительное увеличение удельного расхода взрывчатого вещества. В работе [8, 12, 14] отмечается, что при проведении выработки прямоугольного сечения в однородном упругом изотропном массиве горных пород впереди забоя формируется зона продольных деформаций напряжений (еу > 0). Эта зона распространяется от поверхности забоя вглубь массива на расстояние, зависящее от поперечного сечения выработки. При этом если коэффициент бокового распора 1 < 1, размер зоны увеличивается, если 1 > 1, - уменьшается. Анализ этого явления показывает, что оптимальным решением выбора глубины шпура является не превышение размеров этой зоны.

Как показывает практика ведения горных работ в реальных условиях, глубина шпуров превышает размеры этой зоны.

Рассматривая проведение горной выработки сплошным забоем, как единый процесс работы взрыва, необходимо выделить три стадии этого процесса: работу врубовых шпуров, отбойных и оконтуривающих.

Важнейшим показателем для определения оптимальных параметров буровзрывных работ при проходке горных выработок является воронка выброса, образующаяся при взрыве комплекта врубовых шпуров. Эта воронка формирует вторую обнаженную поверхность, перпендикулярно плоскости забоя. Наличие второй обнаженной поверхности на всю глубину отбойных шпуров облегчает работу всех остальных шпуров.

При взрыве врубовых зарядов, в донной части шпура, как правило, наблюдается "прострел", величина которого зависит от глубины шпура, физико-механических свойств пород и типа взрывчатого вещества. наличие "прострелов" снижает показатели взрывных работ.

Вокруг взорванного заряда взрывчатого вещества образуются зоны переизмельчения и пластических деформаций породы. Размеры зон невелики и зависят от свойств пород, типа взрывчатого вещества и конструкции заряда. В зоне переизмельчения расходуется значительная часть энергии ударной волны за счет диссипативных потерь. За пределами зоны пластических деформаций ударная волна переходит в волну напряжений, которая производит разрушение, в виде микро-макротрещин, проникающих вглубь массива. Механизм образования зон переизмельчения и пластических деформаций для различных горно-геологических условий одинаков, неодинакова лишь величина радиуса этих зон.

При взрыве шпурового заряда, расположенного за пределами зоны влияния сечения горной выработки, образуется воронка выброса, формирование которой происходит в три этапа:

- I этап - разрушение массива горных пород в области всестороннего сжатия. При взрыве заряда первого врубового шпура вокруг него образуется

зона переизмельчения в результате внутреннего действия взрыва. Влияние отраженной от поверхности забоя волны, ввиду значительного удаления свободной поверхности, несущественно. Образовавшаяся зона переизмельчения положительно сказывается на результатах взрыва смежных врубовых зарядов.

- II этап - формирование воронки выброса в зоне действия максимальных сжимающих напряжений. Значительное влияние на параметры воронки в этой зоне оказывает потенциальная энергия статического поля напряжений, направленная в сторону свободной поверхности, степень напряженности горного массива и энергия отраженной волны.

- III этап происходит в непосредственной близости от поверхности, забоя выработки - в зоне действия растягивающих деформаций. Объем воронки в этой области мало зависит от физико-механических свойств пород и обусловливается напряженностью горного массива, глубиной законтурных разрушений и величиной заряда взрывчатого вещества в шпуре.

Для определения радиуса разрушения, объема воронки выброса и, соответственно, усилий для ее формирования при заданных параметрах, необходимо установить их зависимость от горно-геологических условий, глубины заложения и мощности заряда.

На основании вышесказанного можно делать вывод, что для эффективной работы врубов необходимо создавать усиленный заряд во врубовых шпурах для обеспечения максимальных разрушений по всей его глубине и образования воронки выброса возможно больших размеров.

Увеличение удельного расхода во врубовых шпурах не является оптимальным, так как в условиях взрывоопасной атмосферы может повысить вероятность ее воспламенения и взрыва, с другой стороны - может привести к возникновению условий "пережатой" детонации в соседних шпурах, а также к увеличению стоимости проходческих работ.

Другим направлением повышения эффективности работ врубовых шпуров является дополнительное увеличение зоны трещинообразования на квазистатической стадии действия взрыва.

В обуренном объеме при проведении горных выработок разрушение породы происходит с различной эффективностью. На значительном удалении от забоя выработки порода находится в объемном напряженном состоянии, поэтому для ее качественного дробления необходимо не только обеспечить режим устойчивого и равномерного распространения взрывных трещин, но и затратить дополнительную энергию на преодоление начального напряженного состояния разрушаемого породного объема.

При взрыве шпурового заряда на момент завершения волновой стадии действия взрыва вокруг взрывной полости формируются зоны дробления и трещинообразования. Продукты взрыва, находящиеся во взрывной полости, создают в окружающей среде поле напряжений. В вершинах трещин, образованных на волновой стадии взрыва, под действием проникающих газообраз-

ных продуктов взрыва может возрасти концентрация напряжении выше критических и тогда создаются условия роста трещин.

В работах [1, 3, 17, 19, 20] отмечается развитие наведенной трещино-ватости и распространение на значительные расстояния радиальных и магистральных трещин.

Изменения напряжений для цилиндрического заряда можно записать

как

Я

i TD Л2

о- = оф

r max r max

-др

V Г У

при r > Rdp;

sjpax = 0 при R. £ r £ R :

jpax г др тр

о = о (с + c r) при r > R ,

jmax r max \ 1 2 ' * тр 5

где ojmax - радиальная и тангенциальная составляющие напряжений соответственно, Па; srdpax - радиальная составляющая напряжения на границе зоны дробления, Па; Rdp, Rmp - радиусы зон дробления и трещинообразования соответственно, м; с1 и с - безразмерные постоянные, зависящие от акустической жесткости породы; r = r/R03 -относительное расстояние от оси заряда, R|03 - радиус заряда в ТЭНовом эквиваленте, м.

Давление продуктов детонации РПД во взрывной полости с учетом их

разуплотнения принимаем равным радиальной составляющей напряжения на радиусе зоны дробления:

Р = одр

ПД r max

В упругой зоне (за зоной трещинообразования) трещины могут расти только за счет растягивающих напряжений, т.е. необходимо знать тангенциальною составляющую напряжения:

sjj = одр (с, + с2R );

jmax r max \ 1 2 тр /

R = R / R* ,

тр тр О3 5

где Rтр - радиус зоны трещинообразования.

1

3

где р0 - плотность взрывчатого вещества, кг/м ; ораст - предел прочности на одноосное растяжение, Па; D - скорость детонации, м/с; d - диаметр заряда, м,

f \i

PeeQb

R = 0,25d

тр 5 зар

Po D2

о

раст

R0*3 = R03

Pth Q

ТН у

где 1 = 0,5 - для цилиндрических зарядов; Яо3 - радиус заряда взрывчатого вещества; рББ ,ртн - плотность применяемого взрывчатого вещества и ТЭНа соответственно; QBB,Qтн - теплота взрывчатого превращения применяемого взрывчатого вещества и ТЭНа соответственно.

Распределение напряжений за зоной трещинообразования

о

ф тах

(г) = о

тр

ф тах

Я

тр

Т

где г - расстояние от оси заряда, на котором действует напряжение оф тах;

г = Ятр + А1тр • г(А1 тр - приращение длины трещины, которая одним концом

упирается в радиус зоны трещинообразования).

Исходя из всего вышеперечисленного, можно выразить приращение длины трещины:

А1 = Я

тр

1

о

тр

ф тах

1

о

ф тах

Результаты расчета приращения радиуса дополнительного трещино-образования за счет квазистатического действия продуктов взрыва показаны нарис. 1.

А1 1,00

0,98

0,96

0,94

0,92

0,90

1

— —  — - - — ~~ " _ 2

- 3

[ *

t,C

0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 0,016

Рис. 1. Зависимость относительного радиуса зоны трещинообразования во времени: 1,2 - заряд с песчано-глинистой и герметичной забойкой соответственно; 3 - заряд без забойки

Для установления качественных закономерностей формирования зон трещинообразования при взрыве шпуровых зарядов различной конструкции были проведены лабораторные исследования. В качестве моделей использовались блоки из органического стекла, продольная скорость звука в котором Ср=2820 м/с, плотность р =1,18°10-3 кг/м3, модуль Юнга Е =0,53°1010 Па, коэффициент Пуассона V = 0,35, размер 100*100*100 мм. В качестве взрывчатого вещества применялся ТЭН. Инициирование заряда осуществлялось при

2

помощи электровоспламенителя с добавкой азида свинца. Масса заряда составляла от 80 до 120 мг. Диаметр шпура 2,5...3,5 мм.

Исследовались формирование магистральных трещин и зона интенсивного трещинообразования. Определялась их длина, качество и размеры зоны интенсивного трещинообразования. Для каждой серии испытаний проводилось от 3 до 5 опытов.

Анализ результатов эксперимента показывает, что при взрыве шпуровых зарядов формируется две зоны трещинообразования: зона больших магистральных трещин и зона интенсивного трещинообразования, длинна трещин в которой составляет примерно 0,5 длины магистральной трещины, а ее радиус - 0,25 от той же длинны. Численные результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Таблица 1

Конструкция заряда № КМ 1м, 10-3 ,м КТр 1тр, 10"3 , м К-тР(сР), 10-3 , м

Сплошной заряд без забойки 1 6 52,8...70,4 14 32 19,2

2 5 49,2...68,4 15 30 18,6

3 7 50,1.72,0 14 29 17,9

Сплошной заряд + герметичная забойка 1 4 64.72 21 50-56 38

2 7 62.73 29 48-51 40

3 5 58.63 24 42-46 29

Заряд с воздушной оболочкой + герметичная забойка 1 5 52.58 10 20-25 14

2 6 60.66 12 28-38 16

3 5 49.56 8 24-29 12

В табл. 1 КМ - число магистральных трещин; 1м - длинна магистральных трещин; КТР - число трещин в зоне интенсивного трещинообразования; 1тр - длина трещин в зоне интенсивного трещинообразования; ЯТР - радиус зоны интенсивного трещинообразования.

Также, из анализа результатов следует, что при взрыве зарядов с герметичной забойкой по сравнению с забойкой из кварцевого песка, радиус интенсивного трещинообразования увеличивается на 50...60 %, при этом длина магистральных трещин увеличивается всего на 10...15 %. Результаты взрывания зарядов с воздушными зазорами показывают, что радиус интенсивного трещинообразования уменьшается на 20...30 %, при этом длина магистральных трещин практически не изменяется.

Наведенная трещиноватость в законтурной части массива при проведении выработок определяется следующими основными параметрами: расстояние от контурного заряда до проектной поверхности выработки, расстояние между зарядами в контурном ряду, удельным расходом, рассчитанным с учетом горнотехнических условий.

В работах [5, 13, 15, 16] отмечается, что в условиях всестороннего сжатия существенно меняется характер разрушения. Для определения влия-

ния статического давления на развитие зоны трещинообразования при взрыве зарядов различных конструкций были проведены экспериментальные исследования.

Для эксперимента были изготовлены блоки из органического и кварцевого стекла с размерами 100*100*100 мм и 100*80*50 мм. В центре блока просверливались шпуры глубиной 60 мм и диаметром 3 мм. В качестве взрывчатого вещества применялся ТЭН, массой заряда 70 мг. Инициирование осуществлялось электровоспламенителем с добавкой азида свинца. В качестве забойки использовался кварцевый песок, глина. Перед взрывом образцы нагружались одноосным сжатием. Нагрузка создавалась гидравлическим прессом через металлические пластины и варьировалась в пределах от 200 до 2000 кг, что соответствовало созданию нагружений от 2 до 20 МПа.

Размеры зон разрушения определялись в плоскости модели, перпендикулярной оси середины заряда, что исключало влияние явлений откола.

Результаты эксперимента представлены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты эксперимента_

Радиус зоны разрушения * ,мм

Напряжение пред- интенсивного трещинообразования радиальных трещин

варительного сжатия, МПа заряд с песчано-глинистой заряд с герметичной забойкой заряд с песчано-глинистой заряд с герметичной забойкой

забойкой забойкой

2 32,4 38,6 58,2 64,8

5 29,1 35,2 49,1 52,6

10 27,0 34,1 38,2 48,2

15 25,5 33,4 36,1 47,4

20 24,5 32,1 35,2 46,2

* - среднее значение из 5 опытов.

Результаты эксперимента показывают, что даже незначительное создание сжимающих напряжений резко меняют картину разрушения. Зона интенсивного трещинообразования (зона радиальных и кольцевых трещин) по "форме" практически не отличается от ненагруженного образца, а зона радиальных трещин (их количество) существенно снижается. При этом длина радиальных трещин увеличивается в направлении по оси нагрузки.

Список литературы

1. Brown C.J., Thomas G.O.. Experimental studies of ignition and transition to detonation induced by the reflection and diffraction of shock waves. Shock Waves. 2000.10(1). 23 - 32.

2. Fortov V.E., Lomonosov I.V. Shock waves and equations of state of matter. // Shock Waves. 2010. 20(1). 53 - 71.

3. Khristoforov B.D. Modeling gas-dynamic processes in thunderstorms by powerful electric discharges. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2010. 46(1). 11 - 15.

4. Kudryavtsev A.N., Epstein D.B. Hysteresis phenomenon at interaction of shock waves generated by a cylinder array // Shock Waves 2012. 22(4). 341 -349.

5. Steady-state detonation wave parameters in a fefo/nitrobenzene solution / S.I. Torunov, A.V. Utkin, V.M. Mochalov, V.A. Garanin // Combustion, Explosion, and Shock Waves. 2010. 46(5). 599 - 603.

6. Andreev R.E., Gridina E.B. A study of gas-dynamic processes in a charge chamber during the explosion of blasthole charges of various designs // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2016. 7(3). 2383 - 2392.

7. Андреев Р.Е. К вопросу расчета параметров буровзрывных работ с учетом напряженно-деформированного состояния горного массива // Взрывное дело. 2007. №98/55 С. 63 - 67.

8. Андреев Р.Е. Повышение эффективности контурного взрывания при проходке горных выработок глубоких горизонтов подземных рудников: дис. ... канд. техн. наук. СПб., 2009.

9. Боровиков В.А., Ванягин И.Ф. К расчёту параметров волны напряжений при взрыве удлинённого заряда в горных породах // Взрывное дело. 1976. №76/33. С. 39 - 43.

10. Вовк А.А., Лучко И.А., Управление взрывным импульсом в породных массивах. Киев: Наукова Думка, 1985.

11. Еременко А. А., Серяков В. М., Ермак Г. П.. Расчет напряженного состояния массива горных пород при взрывании вертикального концентрирования заряда // Записки Горного института. 2001. Т.148(1). С.116 - 120.

12. Разработка и обоснование схем взрывания концентрированных зарядов увеличенного диаметра в напряженно-деформированном массиве горных пород / А. А. Еременко, В. А. Еременко, П. А. Филиппов, С. В. Фефелов // Материалы научного симпозиума "Неделя горняка". М.: МГГУ, 2002.

13. Еременко А. А. Влияние конструкции вертикальных концентрированных зарядов на качество дробления горной массы // Материалы научного симпозиума "Неделя горняка". М.: МГГУ, 2000.

14. Журов Г.Н. Упругопластическая задача о распределении напряже-

ний вокруг горной выработки при условии разрушения // Взрывное дело. 2007. №98/55. С. 68 - 76.

15. Коваженков А.В. Исследование разрушения горных пород взрывом одиночных колонковых зарядов // Вопросы теории разрушения горных пород действием взрыва. М.: Изд-во АН СССР, 1958. С. 77 - 99.

16. Повышение эффективности и качества отбойки блоков в сложных горнотехнических условиях на подземных рудниках / И.В. Машуков [и др.] // Записки горного института. 2007. Т. 171(1). С. 222-225.

17. Метод расчета дополнительного разрушения горных пород на квазистатической стадии действия взрыва / М.Г. Менжулин [и др.] // Записки Горного института. 2001. Т. 148(1). С. 138 - 141.

18. Рудаев Я.И., Китаева Д. А., Мамадалиева М.А. Моделирование деформационного поведения горных пород // Записки Горного института. 2016. Т. 222. С. 816 - 822.

19. Ставрогин А.Н., Тарасов Б.Г. Экспериментальная физика и механика горных пород. СПб.: Наука, 2001.

20. Шемякин Е.И. О хрупком разрушении твердых тел (плоская деформация) // Взрывное дело. 2007. №98/55. С. 7 - 16.

Андреев Роман Евгеньевич, канд. техн. наук, доц., andreev-star@,mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургского горного университета,

Гридина Елена Борисовна, канд. техн. наук, доц., gridina1 @yandex.ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургского горного университета,

Жихарев Сергей Яковлевич, д-р техн. наук, гл. науч. сотрудник, perevoloki55@mail.ru , Россия, Пермь, Горный институт Уральского отделения Российской академии наук

FORMATION OF ORIENTED FRACTURE UPON EXPLOSION OF ELONGATED CHARGES

R.E. Andreev, E.B. Gridina, S.Ya. Zhikharev

Rock destruction mechanism by explosions is sufficiently complex, since the destruction occurs in very short intervals at sufficiently high values of dynamic loads. Therefore, no common point of view on rock destruction by explosion has been developed up till now. This article discusses stressed state in medium at quasi-static stage of impact upon explosion of elongated charges as well as describes formation and propagation of fracture zones upon explosions. This article presents the results of laboratory studies of formation of fracture zones upon explosion of solid charges as a function of properties of explosives and charge design at quasi-static stage of explosion impact.

Key words: gas-dynamic problem, rock massif, detonation, explosive.

Andreev Roman Evgenyevich, associate Professor of the Department industrial Safety, andreev-star@,mail. ru Russia, Saint-Petersburg, Saint-Petersburg Mining University

Gridina Elena Borisovna, associate Professor of the Department industrial Safety, gri-dinal@yandex.ru Russia, Saint-Petersburg ,Saint-PetersburgMining University

Zhikharev Sergey Yakovlevich, doctor of technical Sciences, chief scientific officer, pe-revoloki55amail. ru Russia, Saint-Petersburg, Mining Institute of the Ural branch of the Russian Academy of Sciences

References

1. Brown C.J., Thomas G.O. 2000. Experimental studies of ignition and transition to detonation induced by the reflection and diffraction of shock waves. Shock Waves, 10(1): 23 - 32.

2. Fortov V.E., Lomonosov I.V. 2010. Shock waves and equations of state of matter. Shock Waves, 20(1): 53 - 71.

3. Khristoforov B.D. 2010. Modeling gas-dynamic processes in thun-derstorms by powerful electric discharges. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 46(1): 11 - 15.

4. Kudryavtsev A.N., Epstein D.B. 2012. Hysteresis phenomenon at interaction of shock waves generated by a cylinder array. Shock Waves, 22(4): 341 - 349.

5. Torunov S.I., Utkin A.V., Mochalov V.M., Garanin V.A., 2010. Steady-state detonation wave parameters in a fefo/nitrobenzene solution. Com-bustion, Explosion, and Shock Waves, 46(5): 599 - 603.

6. Andreev R.E., Gridina E.B. 2016. A study of gas-dynamic processes in a charge chamber during the explosion of blasthole charges of various designs. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 7(3): 2383 - 2392.

7. Andreev R.E. K voprosu rascheta parametrov burovzryvnyh ra-bot s uchetom na-pryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya gornogo massiva. // Sbornik "Vzryvnoe delo", 2007. №98/55 S. 63 - 67.

8. Andreev R.E. Povyshenie ehffektivnosti konturnogo vzryvaniya pri prohodke gornyh vyrabotok glubokih gorizontov podzemnyh rudnikov: dis. ... kand. tekh.nauk. SPb., 2009.

9. Borovikov V.A., Vanyagin I.F. K raschyotu parametrov volny napryazhenij pri vzryve udlinyonnogo zaryada v gornyh porodah. // Sbornik "Vzryvnoe delo", 1976. №76/33. S. 39 - 43.

10. Vovk A.A., Luchko I.A., Upravlenie vzryvnym impul'som v porodnyh massivah// Kiev, «Naukova Dumka».1985.

11. Eremenko A. A., Seryakov V. M., Ermak G. P.. Raschet napryazhen-nogo sostoyaniya massiva gornyh porod pri vzryvanii vertikal'nogo kon-centrirovaniya zaryada. // Zapiski Gornogo instituta, 2001. T.148(1). S.116 - 120.

12. Razrabotka i obosnovanie skhem vzryvaniya koncentrirovannyh zaryadov uveli-chennogo diametra v napryazhenno-deformirovannom massive gornyh porod/ A.A. Eremenko, V.A. Eremenko, P.A. Filippov, Fefelov SV. // Materialy nauchnogo simpoziuma "Nedelya gor-nyaka". M.: MGGU, 2002.

13. Vliyanie konstrukcii vertikal'nyh koncentrirovannyh zarya-dov na kachestvo drob-leniya gornoj massy Eremenko A.A. // Materialy nauchnogo simpoziuma "Nedelya gornyaka". M.: MGGU, 2000.

14. ZHurov G.N. Uprugoplasticheskaya zadacha o raspredelenii napryazhenij vokrug gornoj vyrabotki pri uslovii razrusheniya. // Sbornik "Vzryvnoe delo", 2007. №98/55. S. 68 - 76.

15. Kovazhenkov A.V. Issledovanie razrusheniya gornyh porod vzryvom odinochnyh kolonkovyh zaryadov // Voprosy teorii razrusheniya gornyh porod dejstviem vzryva. M.: Izd-vo AN SSSR, 1958. S. 77 - 99.

16. Povyshenie ehffektivnosti i kachestva otbojki blokov v slozh-nyh gornotekhni-cheskih usloviyah na podzemnyh rudnikah/ I.V. Mashukov [i dr.] // Zapiski gornogo instituta, 2007. T. 171(1). S. 222 - 225.

17. Metod rascheta dopolnitel'nogo razrusheniya gornyh porod na kvazistaticheskoj stadii dejstviya vzryva/ M.G. Menzhulin [i dr.]// Zapis-ki Gornogo instituta, 2001. T. 148(1). S. 138 - 141.

18. Rudaev YA.I., Kitaeva D.A., Mamadalieva M.A. Modelirovanie deformacionnogo povedeniya gornyh porod // Zapiski Gornogo instituta, 2016. T. 222. S. 816 - 822.

19. Stavrogin A.N., Tarasov B.G. EHksperimental'naya fizika i me-hanika gornyh porod. SPb, Nauka, 2001.

20. SHemyakin E.I. O hrupkom razrushenii tverdyh tel (ploskaya deformaciya) // Sbornik "Vzryvnoe delo", 2007. №98/55. S. 7 - 16.

УДК 662.236.4

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДРОБЛЕНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИ ВВ

Ю.И. Виноградов, С.В. Хохлов, В.В. Аникин

В связи с внедрением на горнодобывающих предприятиях новых типов ВВ определение затрат энергии системы зарядов, идущей на дробление массива горных пород, является актуальной задачей. Решению этого вопроса - выбора наиболее эффективного ВВ с точки зрения затрат энергии на дробление - и посвящена настоящая статья.

Ключевые слова: коэффициент полезного действия взрыва, энергия, взрывчатое вещество, заряд, линия наименьшего сопротивления, удельный расход, прочность, эффективность, дробление.

В настоящий момент времени, ассортимент взрывчатых веществ применяемых в горнодобывающих отраслях чрезвычайно широк [1]. Поэтому вопрос об экономической эффективности применения того или иного взрывчатого вещества является чрезвычайно актуальным [2, 3, 4]. Однако, прежде чем перейти к расчету экономической эффективности использования взрывчатого вещества на конкретном предприятии [5] не достаточно сравнить его стоимостные показатели. Необходимо в начале определить техническую эффективность этого ВВ, т.е. влияние этого ВВ на дробление массива горных пород и, следовательно, на возможное изменение основных параметров буровзрывных работ (удельный расход ВВ, сетка скважин, диаметр заряда и т.д.).

Техническую эффективность ВВ обычно оценивают по результатам испытаний в производственных условиях применительно к тем или иным горно-геологическим условиям и способам ведения взрывных работ. Результаты могут быть усреднены в масштабе одного горного предприятия, бассейна, отрасли горной промышленности, в целом по горнодобывающей про-