Содержание
Перейти к:
Влияние скорости детонации взрывчатых веществ на степень предразрушения горной породы при взрыве
https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-11-177
Аннотация
На многих карьерах по добыче строительного камня присутствует проблема повышенного выхода отсева после всех стадий дробления и измельчения, которая приводит к снижению экономической эффективности горных предприятий. Мелкая фракция образуется вследствие измельчения предразрушенной горной массы. Уменьшение интенсивности и размеров зон предразрушения приведет к решению поставленной проблемы. Для определения влияния детонационных свойств взрывчатых веществ на величину структурного ослабления массива, были проведены исследования по измерению скорости детонации, напряжений, возникающих при взрыве в массиве и лабораторные исследования микротрещиноватости методом рентгеновской компьютерной микротомографии. Размеры зон предразрушения с ростом скорости детонации с 2 до 5,2 км/с увеличиваются с 33 до 77 радиусов заряда. Зависимость количества вновь образованных взрывом микродефектов от скорости детонации взрывчатых веществ (ВВ) принимает вид экспоненты для ближней зоны и линейна для дальних от взрыва расстояний. По данным проведенных экспериментов, на ближних расстояниях (10R) плотность наведенной микротрещиноватости N находится в пределах ≈5 тыс. шт/см3, а с ростом скорости детонации увеличивается до ≈13,8 тыс. шт/см3. На средних (40R) и дальних (70R) расстояниях значение N растет с ≈750 до ≈2400 шт/см3 и с 0 до ≈200 шт/см3 соответственно. Применяя ВВ с пониженной скоростью детонации, можно снизить «излишнее» воздействие на массив и тем самым уменьшить интенсивность предразрушения в зоне регулируемого дробления при взрыве. В результате исследования получены количественные параметры интенсивности и размеров зон предразрушения, что является дополнением предшествующих работ по качественному определению предразрушения.
Ключевые слова
предразрушение,
дробление на щебень,
напряжения при взрыве,
микротрещина,
плотность трещин,
скорость детонации,
выход мелочи
Для цитирования:
Хохлов С.В., Виноградов Ю.И., Маккоев В.А., Абиев З.А. Влияние скорости детонации взрывчатых веществ на степень предразрушения горной породы при взрыве. Горные науки и технологии. 2024;9(2):85-96. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-11-177
For citation:
Khokhlov S.V., Vinogradov Yu.I., Makkoev V.A., Abiyev Z.A. Effect of explosive detonation velocity on the degree of rock pre-fracturing during blasting. Mining Science and Technology (Russia). 2024;9(2):85-96. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-11-177
Влияние скорости детонации взрывчатых веществ на степень предразрушения горной породы при взрыве
Введение
Сегмент производства нерудных материалов на российском рынке является неотъемлемой частью горной отрасли. Щебень – наиболее широко используемый продукт добычи и переработки нерудных строительных материалов, который используется для дорожного строительства, производства железобетонных изделий (ЖБИ), производства товарного бетона, прокладки и ремонта ж/д путей и др.
За последние годы объемы производства щебня достигают 22 млн м3 в год [1, 2]. Экономическая эффективность горных предприятий по производству щебеночной продукции напрямую зависит от объемов кондиционных фракций произведенного щебня, что упирается в вопрос качества продукции [3–5].
Проблема повышенного выхода некондиционной мелкой фракции при дроблении взорванной горной массы существует при производстве щебня и на данный момент [6]. До 30 % объема конечного продукта уходит в отсев, что приводит к уменьшению объемов кондиционных фракций и нерациональному природопользованию [7], которое отражается ростом площадей отсевных отвалов [8–10].
При измельчении материала в дробилках отсев образуется при переработке предразрушенной взрывом горной массы [11], поскольку структурно ослабленные фрагменты с повышенной плотностью микротрещин имеют сниженные прочностные характеристики и при относительно малых воздействиях склонны рассыпаться на мелкие куски [12–13].
Изменение детонационных характеристик взрывчатых веществ (ВВ) оказывает непосредственное влияние на размеры зон и степень предразрушения. Результаты проведенных ранее экспериментов [14] показывают, что с увеличением скорости детонации ВВ увеличивается зона предразрушения, в которой происходят изменения упругих и прочностных характеристик свойств массива горных пород с расстоянием от заряда ВВ.
Исходя из того что предразрушение это накопление микродефектов в среде, то дополнение подхода к определению трещиноватости и микротрещиноватости на основе многостадийной модели разрушения [15] приводит к необходимости изучения количественных параметров микротрещинообразования как функции от скорости детонации.
Цель работы заключается в определении зависимости количественного показателя плотности микротрещин от скорости детонации ВВ, которая влияет на величину напряжений, возникающих в горной породе при взрыве. Предложена соответствующая методика установления этой зависимости. Исследование необходимо для определения количественных параметров предразрушения и размеров зоны структурного ослабления.
1. Теория вопроса
При взрывном дроблении скальных пород образуется зона волнового предразрушения [16], в пределах которой возрастает наведенная микротрещиноватость. Накопление микродефектов в объеме как массива, так и отдельно рассматриваемого после взрыва куска горной массы приводит к структурному ослаблению породы и снижению ее прочности [11–12]. Зона предразрушения получает преимущественное развитие в скальных породах, что неблагоприятно влияет на экономическую эффективность добычи строительного камня.
Рассматривая структурное ослабление прочности массива или отдельных кусков горной массы на различных расстояниях от взрыва, в качестве базовой модели разрушения горных пород используется многостадийная модель разрушения твердых тел. В соответствии с этой моделью каждый вновь образованный дефект в массиве предопределяется наличием более мелких дефектов. На первом этапе идет процесс случайного квазиравномерного накопления нарушенностей первого порядка. Стоит отметить, что массив горных пород вне зависимости от структурных характеристик всегда является анизотропной средой [17]. Неоднородность среды, как и наличие локальных разностей во внутренних нагрузках массива, приводит к тому, что на втором этапе формируются области высокой концентрации дефектов первого порядка. На заключительном этапе стадии, когда концентрация дефектов первого порядка превышает критический пороговый уровень, идет слияние нарушений, что приводит к образованию дефектов второго порядка [15]. Накопление дефектов происходит до момента разрушения – разделения исследуемого фрагмента на 2 и более кусков.
Зона структурного ослабления ограничивается областью наведенных взрывом микротрещин [18]. А наведение этих микротрещин (волновое предразрушение) зависит от величины напряжений, возникающих в горной породе [19].
Разрушение породы главным образом зависит от энергии волн напряжения [20], распространяющихся в среде [21, 22]. Одной из важнейших волновых характеристик, влияющих на величину напряжения, является импульс взрыва, который предопределяет все последующие фазы развития взрыва: деформацию породы, ее дробление и перемещение горной массы. Влияние взрывного импульса на характер разрушения рассмотрено в работах [23–24].
Результат проведенных ранее исследований с взрыванием эталонного ВВ типа Аммонит № 6ЖВ [25] показал, что зависимость скорости смещения горной массы на различных расстояниях при взрыве от относительного расстояния имеет вид степенной функции (рис. 1). При этом стоит отметить, что работы были выполнены в условиях железистых кварцитов Оленегорского карьера.
Рис. 1. График зависимости скорости смещения горной массы от относительного расстояния [составлено авторами]
Понятие предразрушения касается не только части массива, находящейся за зоной регулируемого дробления, а также и отдельных фрагментов горной породы после взрыва из зоны дробления. Это важно, поскольку эти куски имеют наведенную взрывом микротрещиноватость, которая способствует структурному ослаблению прочности этих кусков, и, как следствие, повышается выход некондиционных фракций при дроблении взорванной горной массы на щебень.
Определение зависимости величины структурного ослабления массива от напряжений, вызванных взрывом, позволит определить размеры зоны предразрушения и интенсивность трещинообразования.
2. Методы исследований
При определении параметров предразрушения горной породы был использован метод натурного эксперимента для определения напряжений, возникающих в горной породе при взрыве и для измерения скорости детонации ВВ. Метод лабораторных исследований применялся для изучения природы образования микротрещин. Методы статистической обработки данных и анализа были применены для определения размеров зон предразрушения, а также для обработки данных и интерпретации [26], сопоставления результатов исследования.
2.1. Измерение напряжений
Измерение напряжений в горной породе, возникающих при взрыве на различных расстояниях с целью получения сведений о характере волновых процессов при взрывных работах, было осуществлено косвенным методом, посредством проведения экспериментальных взрывов с регистрацией ускорений смещения частиц горной массы измерительными преобразователями. Замер ускорений был проведен по известной методике [27–29] с взрыванием зарядов ВВ – Аммонита № 6ЖВ, Гранулита РП и Эмульсолита А-20 с регистрацией показаний ускорений смещения частиц массива на трех относительных расстояниях от взрыва – 10, 40 и 70 радиусов заряда.
Работы проводились на карьере по добыче известняка. Схема расположения скважин для каждого взрыва представлена на рис. 2. Оранжевым обозначена взрывная скважина, синим отмечены измерительные скважины для размещения датчиков. Приведенное расположение скважин обеспечивает точность измерений за счет отсутствия дополнительных границ раздела сред от взрывной скважины до каждого из датчиков.
Рис. 2. Схема расположения скважин [составлено авторами]
Каждый акселерометр был закреплен на уровне центра заряда ВВ. Датчики были закреплены в скважинах алебастром с добавлением буровой мелочи для создания среды, максимально близкой по условиям к массиву.
Перевод ускорений в напряжения осуществлялся посредством интегрирования значений ускорения в значения скорости. Скорость учитывается при расчете звукового давления или напряжения. Звуковое давление представляется в виде разности между мгновенным давлением на пути распространения волны и собственно статическим. Волна напряжений в каждой точке волнового поля распространяется подобно скорости смещения частиц в этой же точке. Связующим параметром между давлением и скоростью смещения является волновое сопротивление среды или ее акустическая жесткость [30]. Приведенные параметры связаны между собой соотношением:
где P – звуковое давление, Па (МПа); U – скорость смещения частиц, м/с; ρC – акустический импеданс.
Связь между напряжениями, возникающими в горной породе и скоростью смещения при воздействии сейсмовзрывной волны, устанавливается с помощью метода пересчета данных о массовых скоростях на параметры возникающих напряжений произведением расчета напряжения в горной породе по формуле:
где σ0 – напряжения, возникающие в горной породе (давление сейсмовзрывной волны), МПа; ρ0 – плотность материала, кг/м3; Cp – скорость распространения продольной волны в массиве, м/с; Ux – скорость смещения породы в измеряемых пределах, м/с.
2.2. Измерение скорости детонации
При проведении полевых экспериментов, скорость детонации при каждом взрыве была измерена оборудованием компании MREL, а именно DataTrap II VoD Recorder. Измерение проводилось резистивным методом, при котором прибор измеряет и записывает величину электрического сопротивления специального зондового кабеля, уменьшающегося по мере распространения детонационной волны в заряде. Измерительный кабель представляет собой специальный коаксиальный кабель с центральной жилой и экранированием. Кабель размещается по всей длине скважины до начала заряжания. Обязательным условием является натянутое состояние кабеля при зарядке ВВ для исключения недостоверных результатов.
Регистрация значений сопротивления линии осуществляется с частотой 2,5 МГц. С известным собственным сопротивлением измерительного кабеля 10,8 Ом/м, штатное программное обеспечение осуществляет построение графика зависимости расстояния (м) от времени (мс). Пример графика приведен на рис. 3.
Рис. 3. График зависимости расстояния от времени при измерении скорости детонации [составлено авторами]
Скорость детонации определяется по следующей формуле:
где D – скорость детонации, м/с; Δl – расстояние между концами средней линии замера на графике, м; Δt – разница значений времени, соответствующих взятым значениям расстояния, с.
Резистивный метод измерения скорости детонации взрывчатых веществ можно использовать при измерении скорости распространения детонационных волн в ВВ в том случае, если величина ударного импульса, воздействующего на кабель будет больше учетверенного значения коэффициента динамической вязкости материала внутренней изоляционной оболочки измерительного кабеля [31]. Данное условие соблюдается при правильном расположении кабеля по протяженности столба заряда ВВ.
2.3. Определение размеров зон предразрушения и степени микротрещиноватости
После обуривания технологических и взрывных скважин в соответствии с методикой проводилось бурение инженерно-геологических скважин с отбором проб (керна) горной массы [32] до проведения взрывных работ, а затем после. Отбор проб до и после взрыва был произведен со скважин, находящихся на относительном расстоянии 40 и 70 радиусов заряда, а также на промежуточных расстояниях. Извлеченные образцы были доставлены в лаборатории для проведения дальнейших лабораторных испытаний.
Для определения величины давления (напряжения) в горной породе, необходимого для начала накопительной стадии – образования микротрещин, использовался метод анализа акустической эмиссии (АЭ). Метод АЭ обеспечивает время регистрации с минимальной задержкой [33], что способствует получению достоверных данных по началу образования микротрещин. Подход хорошо себя зарекомендовал не только при статических испытаниях [34–35], но также и при динамической нагрузке образцов [36–37].
В процессе механического разрушения образцов горной породы отличительной особенностью является стадийность разрушения [38]. В неоднородном материале, которым является порода, закономерность смены стадий обусловлена прогрессией уровня дефекта согласно многостадийной концепции разрушения [39]. Исследователи [38], [40] различают 4 стадии деформирования образцов: I – начальная, при которой закрывается часть имеющихся дефектов; II – стадия линейных деформаций, на которой заново раскрываются «схлопнувшиеся» дефекты и образуются новые дефекты первого порядка; III – стадия упругопластических деформаций, при которых происходит интенсификация процесса формирования дефектов первого порядка (микротрещин) и начинается образование дефектов второго порядка; IV – стадия предразрушения, которая обусловлена накоплением макротрещин и предшествует разрушению образца [40].
В приведенном ключе стадия предразрушения отличается от понятия предразрушения в нашем исследовании, поскольку определяется с точки зрения начала неизбежного разрушения образца. В нашем же исследовании предразрушенная порода рассматривается как структурно ослабленная.
В породах типа мрамор, известняк и гранит активность эмиссии, свидетельствующая о начале процесса образования микротрещин, появляется при давлении 15–38 % от предела прочности породы на одноосное сжатие [40]. Близкие значения приводятся другими авторами [41], которые демонстрируют величину порядка 25–30 % от предела прочности на одноосное сжатие. Изменение состояния образца в соответствии со снижением скорости продольных волн начинается при напряжениях 10–15 МПа [42].
Примем минимальное значение 15 % от разрушающего давления для начала формирования микротрещин.
Если качественное определение наличия микротрещин необходимо для определения размеров зоны волнового предразрушения, то количественный параметр необходим для обоснования степени предразрушения, которая определяется интенсивностью трещинообразования, что есть концентрация микротрещин на определенный объем (см3). Метод рентгеновской компьютерной микротомографии [43] был применен для получения количественных характеристик микротрещиноватости образцов. Реконструкция бинарных моделей рентгеновских изображений позволила осуществить пересчет микротрещин на объем материала [44]. Для проведения данного исследования был использован томограф SkyScan 1173, а данные были обработаны в специализированном программном обеспечении. Данные по рентгеновской компьютерной микротомографии представлены в виде набора сечений по каждому образцу. Материал снимался со всего объема образца с частотой слоя 20 мкм. Так как разрешающая способность оборудования позволяет определить микротрещины с минимальной длиной 50 мкм, а средний размер зерна известняка составляет порядка 0,2 мм [45–46], то было учтено количество только межзеренных и трансгранулярных микротрещин. Концентрация трещин была определена через их плотность – количество видимых микротрещин на единицу площади, после чего был осуществлен пересчет в плотность трещин как их количество на единицу объема (шт/1 см3).
3. Результаты
При взрывании зарядов ВВ были измерены ускорения смещения горной массы на различных расстояниях и скорость детонации при каждом взрыве. Средняя скорость детонации для Гранулита, Аммонита и Эмульсолита составила 2000 м/с, 4330 м/с и 5215 м/с соответственно.
Для расчета напряжений были учтены следующие показатели: ρ0 – плотность материала, кг/м3; Cp – скорость распространения продольной волны в массиве, м/с; Ux – скорость смещения породы в измеряемых пределах [30]. Скорость смещения частиц горной массы рассчитывалась с учетом разницы времени нарастания фронта волны напряжения от расстояния.
Как показано на рис. 4, зависимость напряжений при взрыве в горной породе от относительного расстояния, обозначаемого величиной радиуса заряда ВВ, принимает вид степенной функции. Вертикальными линиями на графике обозначены границы зон образования микротрещин (зон предразрушения), которые находятся в пределах от 33 (для Гранулита) до 77 (для Эмульсолита) радиусов заряда. Эти границы определены исходя из величин напряжений (давления волны напряжения), представленных на графике, в соответствии с пределом прочности породы на одноосное сжатие 95 МПа. Максимальное зарегистрированное напряжение на 10 радиусах заряда – 515 МПа, а минимальное на 70 радиусах заряда – 0,4 МПа.
Зависимость времени нарастания импульса ускорения от расстояния приведена на рис. 5.
Образцы, изъятые до и после взрыва, были просканированы для получения объемной модели и последующего расчета плотности трещин. Результаты реконструкции бинарных моделей рентгеновских изображений образцов представлены на рис. 6. Метод пересчета микротрещин позволил определить разницу их плотности до и после взрыва.
На рис. 7 представлен пример обработки (определения количественных данных плотности микротрещин). Согласно данным эксперимента до взрыва средняя плотность трещин составляла 1678 шт/см3. Приведенное значение было принято за относительный ноль. Зависимость плотности микротрещин N от напряжений σ, возникающих в породе, представлена на рис. 8 и определяется выражением:
N = 35,389σ–195,49. (4)
4. График зависимости напряжений от расстояния [составлено авторами]
Рис. 5. График зависимости времени нарастания импульса ускорения от расстояния [составлено авторами]
Рис. 6. Объемная модель образца [составлено авторами]
Рис. 7. Микротрещины на образце, изъятом после взрыва на относительном расстоянии 40R (отмечена синим) [составлено авторами]
Рис. 8. График зависимости количества трещин в породе от напряжений [составлено авторами]
По полученным данным на рис. 9–11 составлены графики зависимости плотности образованных взрывом микротрещин от скорости детонации в породе типа известняк для различных относительных расстояний.
Рис. 9. График зависимости количества трещин от скорости детонации на 10R [составлено авторами]
Рис. 10. График зависимости количества трещин от скорости детонации на 40R [составлено авторами]
Рис. 11. График зависимости количества трещин от скорости детонации на 70R [составлено авторами]
4. Обсуждение
Полученные зависимости представлены по значениям взрывов Аммонита № 6ЖВ, Гранулита РП и Эмульсолита А-20 для горной породы типа известняк с пределом прочности на одноосное сжатие 95 МПа. Были использованы различные типы ВВ со скоростью детонации, отличающейся минимум на 20 % для возможности объективного сравнения полученных результатов.
Зависимость напряжений в породе, вызванных взрывом, от относительного расстояния для каждого типа ВВ имеет вид степенной функции, что согласовывается с полученными ранее другими авторами данными. Граница зоны предразрушения при взрывании Эмульсолита находится на 77 радиусах заряда от взрывной скважины и уменьшается до 33 радиусов при взрывании Гранулита, что подтверждает факт влияния скорости детонации ВВ на размеры зон предразрушения. За пределами этих границ не наблюдается наведенной взрывом микротрещиноватости, о чем свидетельствуют результаты лабораторных исследований по определению плотности микротрещин на различных расстояниях. Этот факт обусловливает качественное определение предразрушения в массиве известняка, но большая часть исследования посвящена количественному определению плотности микротрещин в пределах зон разрушения и предразрушения.
На малых расстояниях (10 радиусов заряда) функции зависимости напряжений и плотности трещин от скорости детонации ВВ имеют экспоненциальный вид, а на средних и дальних (40 и 70 радиусов) – зависимость линейная. Это может говорить о том, что скорость детонации ВВ оказывает наибольшее воздействие на предразрушение породы преимущественно на ближних расстояниях. При этом с увеличением расстояния увеличивается и время нарастания импульса напряжения. Высокоамплитудный импульс напряжения малой продолжительности способствует переизмельчению породы на ближних расстояниях, но с отдалением от взрыва волна напряжения выполаживается, что ведет к более качественному дроблению с точки зрения добычи строительного камня.
Определение количественного показателя микротрещиноватости породы необходимо для расчета степени волнового предразрушения как массива целиком, так и отдельных кусков после взрыва. Безусловно, накопление микродефектов носит стохастический характер, но прослеживается нарастание плотности микротрещин во всем объеме образцов. Полученная зависимость плотности микротрещин от возникающих в породе напряжений от взрыва имеет линейный вид. В работах [47–50] было определено, что величина напряжений от взрыва влияет на величину структурного ослабления рассматриваемого фрагмента, что объясняется ростом плотности трещин. Но в приведенных исследованиях авторы не рассматривали количественные показатели трещиноватости, а значит, результаты настоящего исследования являются дополнением предшествующих работ.
Естественная микротрещиноватость также влияет на прочностные свойства породы [51], но в данной работе был рассмотрен вопрос волнового предразрушения породы взрывом. Плотность естественных микротрещин учитывалась как относительный ноль, поскольку существующие в породе микродефекты до взрыва влияют на параметры волны напряжений в породе, а эти параметры были измерены фактически.
Заключение
При отработке скальных пород на щебень наведенная взрывом микротрещиноватость оказывает негативное воздействие на качество конечного продукта. Приведены результаты экспериментальных исследований по определению качественных и количественных параметров предразрушения горной породы при взрыве. Так, при увеличении скорости детонации ВВ с 2 до 5,2 км/с зона предразрушения увеличивается с 33 до 77 радиусов заряда. Зависимость количества вновь образованных микродефектов от скорости детонации ВВ принимает вид экспоненты для ближней зоны и линейна для дальних расстояний от взрыва. По данным проведенных экспериментов на ближних расстояниях (10R) плотность наведенной микротрещиноватости N находится в пределах ≈5 тыс. шт/см3, а с ростом скорости детонации увеличивается до ≈13,8 тыс. шт/см3. На средних (40R) и дальних (70R) расстояниях значение N растет с ≈750 до ≈2400 шт/см3 и с 0 до ≈200 шт/см3 соответственно.
Установлено, что наибольшее влияние на форму и длительность взрывного импульса оказывает скорость детонации ВВ. С уменьшением скорости детонации уменьшается и пиковое давление головной части импульса, увеличивается длительность его нарастания, а низкоамплитудный импульс большой длительности способствует более качественному дроблению горной массы с наименьшим эффектом предразрушения.
Применяя ВВ с пониженной скоростью детонации, можно снизить «излишнее» воздействие на массив и тем самым уменьшить интенсивность предразрушения в зоне регулируемого дробления при взрыве. Это объясняется тем, что отдельные куски после взрыва будут в меньшей степени ослаблены и в результате выход отсева при дроблении скальных горных пород на щебень должен быть уменьшен.
В дальнейшем планируется рассмотрение других способов влияния на величину структурного ослабления породы в пределах зоны разрушения.
Список литературы
1. Ахтямов В. Ф., Хафизова Э. Н. Влияние отходов нерудного производства на свойства тяжелых бетонов. Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2018;15(2):261–268. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-2-261-268
2. Хафизова Э. Н., Ахтямов В. Ф., Панченко Ю. Ф., Панченко Д. А. Мелкодисперсная составляющая отсевов горных пород в тяжелых цементных бетонах. Инновации и инвестиции. 2019;(9):261–266. URL: https://www.innovazia.ru/upload/iblock/398/gxovlpzi12czrbffn0jydgt9ks8se85k/%E2%84%969%202019.pdf
3. Самуков А. Д. Комплексная переработка отходов щебеночных производств. Экология и промышленность России. 2019;23(7):15–19. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-7-15-19
4. Ding X., Ao Z., Li X. et al. The mechanism of plugging open-pit mine cannon holes and the modification of plugging materials. Sustainability. 2023;15(5):4257. https://doi.org/10.3390/su15054257
5. Молдован Д. В., Чернобай В. И., Ястребова К. Н. Влияние композитного материала в конструкции забойки на ее работоспособность. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9–1):110–121. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_110
6. Кахаров З. В., Исломов А. С. Бетоны с заполнителями из продуктов дробления вторичного бетона. Вестник науки. 2023;3(5):820–825.
7. Корнев А. В., Спицын А. А., Коршунов Г. И., Баженова В. А. Обеспечение пылевзрывобезопасности подземных горных выработок в угольных шахтах: методы и современные тенденции. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(3):133–149. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_3_0_133
8. Шамаев М. К., Тоштемиров У. Т. Добыча щебня и требования предявляемые к их качеству. Ta’lim va Rivojlanish Tahlili. 2022;2(10):131–137.
9. Ганина А. С., Студенок Г. А. Утилизация отходов песка из отсевов дробления при производстве щебня. В: Материалы международной научно-практической конференции «Уральская горная школа – ре-гионам». Екатеринбург, 11 апреля 2022 г. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет; 2022. С. 390–391.
10. Коршунов Г. И., Каримов А. М., Магомедов Г. С., Тюлькин С. А. Снижение аэротехногенного воздействия респирабельной фракции пыли на персонал карьера при проведении массовых взрывов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(7):132–144. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_7_0_132
11. Каменева Е. Е., Аминов В. Н., Щукин П. О. Постановка проблемы разработки и научного обоснования технологий дезинтеграции вскрышных и вмещающих горных пород различных генетических типов для получения строительного щебня. В: Результаты исследований процессов дезинтеграции прочных горных пород с целью снижения энергозатрат и выпуска дополнительной продукции при переработке и обогащении руд и техногенного сырья. Сборник научных трудов. Петрозаводск: ООО «VERSO»; 2016. С. 3–5.
12. Tan N., Yang R., Tan Z. Influence of complicated faults on the differentiation and accumulation of in-situ stress in deep rock mass. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2023;30(5):791–801. https://doi.org/10.1007/s12613-022-2528-y
13. Kovalevich S., Zyryanov I., Chernobay V. Experience of drilling-and-blasting in diamond fields in Yakutia. Journal of Mining Science. 2023;58:953–965. https://doi.org/10.1134/S1062739122060102
14. Кочанов А. Н. Изучение параметров зон предразрушения массива как основа совершенствования технологии взрывных работ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 1996;(5):49–52.
15. Герман В. И. Прогноз обрушений на рудниках по данным сейсмического мониторинга. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014;(2):99–109.
16. Молдован Д. В., Чернобай В. И., Соколов С. Т., Баженова А. В. Конструктивные решения запирания продуктов взрыва во взрывной полости. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(6−2):5–17. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_5
17. Господариков А. П., Трофимов А. В., Киркин А. П. Оценка деформационных характеристик хрупких горных пород за пределом прочности в режиме одноосного сервогидравлического нагружения. Записки Горного института. 2022;256:539–548. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.87
18. Кочанов А. Н., Одинцев В. Н. Теоретическая оценка радиуса области предразрушения пород при камуфлетном взрыве. Взрывное дело. 2015;(113/70):41–54.
19. Менжулин М. Г., Шишов А. Н., Парамонов Г. П., Уваров А. Н. Кинетика накопления наведенной трещиноватости в гранитах под действием взрывных нагрузок. Горный информационно-аналитический бюллетень. 1999;(1):143–146.
20. Коршунов В. А., Павлович А. А., Бажуков А. А. Оценка сдвиговой прочности горных пород по трещинам на основе результатов испытаний образцов сферическими инденторами. Записки Горного института. 2023;262:606–618. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.16
21. Wei M., Dai F., Liu Y., Jiang R. A fracture model for assessing tensile mode crack growth resistance of rocks. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2023;15(2):395–411. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2022.03.001
22. Аленичев И. А., Рахманов Р. А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера. Записки Горного института. 2021;249:334–341. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.3.2
23. Кабетенов Т., Юсупов Х. А., Рустемов С. Т. Определение рациональных параметров скважинной отбойки с учетом времени действия взрывного импульса. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2015;(2):75–81.
24. Боровиков В. А., Андреев А. А., Ефремовцев Н. Н. Особенности детонации гранулитов, включая малоплотные полистиролсодержащие составы. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007;6(3):53–62.
25. Виноградов Ю. И., Артемов В. А. Влияние диаметра заряда на коэффициент полезного действия взрыва. Записки Горного института. 2012;198:170–173.
26. Вальков В. А., Виноградов К. П., Валькова Е. О., Мустафин М. Г. Создание растров высокой информативности по данным лазерного сканирования и аэрофотосъемки. Геодезия и картография. 2022;83(11):40–49. https://doi.org/10.22389/0016-7126-2022-989-11-40-49 V
27. Должиков В. В., Рядинский Д. Э., Яковлев А. А. Влияние интервалов замедления на амплитуды волн напряжений при изучении модели взрыва системы скважинных зарядов. Горный информационноаналитический бюллетень. 2022;(6–2):18–32. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_62_0_18
28. Артемов В. А. и др. Влияние соотношения глубины заложения заряда и массы ВВ на параметры сейсмовзрывных волн в ближней зоне взрыва. Взрывное дело. 2009;(101/58):303–307.
29. Меньшиков П. В., Синицын В. А., Шеменев В. Г. Определение основных детонационных характеристик взрывчатых веществ с помощью измерительного оборудования DATATRAP II DATA/VOD RECORDER. Проблемы недропользования. 2016;(4):112–120. https://doi.org/10.18454/2313-1586.2016.04.112
30. Конурин А. И., Еременко А. А., Филиппов В. Н. Особенности оценки состояния массива горных пород при промышленных взрывах и геодинамических явлениях. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(7):153–160.
31. Иляхин С. В., Маслов И. Ю., Брагин П. А. Элементарная теория измерительного кабеля при резистивном методе измерения скорости детонации взрывчатых веществ. Известия Уральского государственного горного университета. 2019;(4):104–108. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2019-4-104-108
32. Родионов В. А., Карпов Г. Н., Лейсле А. В. Методологический подход к оценке взрывопожароопасных свойств сульфидсодержащих полиметаллических руд. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022;(6–1):198–213. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2022_61_0_198
33. Dong L., Zou W., Li X. et al. Collaborative localization method using analytical and iterative solutions for microseismic/acoustic emission sources in the rockmass structure for underground mining. Engineering Fracture Mechanics. 2019;210:95–112. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2018.01.032
34. Потокин А. С., Пак А. К. Исследования акустической и электромагнитной эмиссий при одноосном сжатии образцов скальных горных пород. Наукосфера. 2020;(11–2):86–91. https://doi.org/10.5281/zenodo.4309468
35. Rodríguez P., Celestino T. B. Application of acoustic emission monitoring and signal analysis to the qualitative and quantitative characterization of the fracturing process in rocks. Engineering Fracture Mechanics. 2019;210:54–69. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2018.06.027
36. Бехер С. А., Попков А. А. Временные характеристики потока сигналов акустической эмиссии при развитии трещин в стекле при ударном нагружении. Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019;22(1):62–71. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-1-62-71
37. Hu X., Su G., Chen G. et al. Experiment on rockburst process of borehole and its acoustic emission characteristics. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2019;52:783–802. https://doi.org/10.1007/s00603-018-1613-z
38. Ghasemi S., Khamehchiyan M., Taheri A. et al. Crack evolution in damage stress thresholds in different minerals of granite rock. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2020;53:1163–1178. https://doi.org/10.1007/s00603-019-01964-9
39. Du K., Li X., Tao M., Wang Sh. Experimental study on acoustic emission (AE) characteristics and crack classification during rock fracture in several basic lab tests. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2020;133:104411. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2020.104411
40. Шкуратник В. Л., Новиков Е. А., Ошкин Р. О. Экспериментальное исследование термостимулированной акустической эмиссии образцов горных пород различных генотипов при одноосном нагружении. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014;(2):69–76.
41. Опарин В. Н., Усольцева О. М., Семенов В. Н., Цой П. А. О некоторых особенностях эволюции напряженно-деформированного состояния образцов горных пород со структурой при их одноосном нагружении. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013;(5):3–19.
42. Викторов С. Д., Кочанов А. Н., Одинцев В. Н. Предразрушение горных пород как стадия процесса разрушения при квазистатическом и динамическом нагружении. Записки горного института. 2007;171:153–157.
43. Пономарев А. А., Заватский М. Д. Методы применения компьютерной микротомографии в геологии. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2015;(3):31–35. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2015-3-31-35
44. Котелева Н. И., Вальнев В. В., Королев Н. А. Технология дополненной реальности как средство технического обслуживания оборудования металлургических производств. Цветные металлы. 2023;(4):14–23. https://doi.org/10.17580/tsm.2023.04.02
45. Веттегрень В. И., Куксенко В. С., Щербаков И. П. Механизм и динамика разрушения горных пород под влиянием механического удара и электрического разряда. Физика Земли. 2016;(5):134–149. https://doi.org/10.7868/S0002333716040116 (Trans. ver.: Vettegren V. I., Kuksenko V. S., Shcherbakov I. P. The mechanism and dynamics of rock fracture upon mechanical impact and electric discharge. Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2016;52(5):754–769. https://doi.org/10.1134/S106935131604011X)
46. Яшунский Ю. В. и др. Аутигенный калиевый полевой шпат из известняков верхнего карбона Московской области. Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел геологический. 2016;91(6):49–61.
47. Кочанов А. Н., Одинцев В. Н. Волновое предразрушение монолитных горных пород при взрыве. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2016;(6):38–48.
48. Кочанов А. Н. Некоторые результаты исследований в области взрывного разрушения горных пород. В: Проблемы и перспективы комплексного освоения и сохранения земных недр: сборник статей 5-й конференции Международной научной школы академика РАН К. Н. Трубецкого. Москва, 14–18 ноября 2022. М.: ИПКОН РАН; 2022.С. 112–115.
49. Шевкун Е. Б., Лещинский А. В., Лысак Ю. А., Плотников А. Ю. Взрывное рыхление пород на карьерах с большими замедлениями. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(10):29–41. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-10-0-29-41
50. Fan X., Jiang X., Liu Y. et al. Local stress distribution and evolution surrounding flaw and opening within rock block under uniaxial compression. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2021;112:102914. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2021.102914
51. Ишейский В. А., Рядинский Д. Э., Магомедов Г. С. Повышение качества дробления горных пород взрывом за счет учета структурных особенностей взрываемого массива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9–1):79–95. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_79
Об авторах
С. В. Хохлов
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия
Россия
Cергей Владимирович Хохлов – кандидат технических наук, доцент кафедры взрывного дела
Scopus ID 57199258554, ResearcherID AAG-5849-2019
г. Санкт-Петербург
Ю. И. Виноградов
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия
Россия
Юрий Иванович Виноградов – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры взрывного дела
Scopus ID 57208625767, ResearcherID AAG-5997-2019
г. Санкт-Петербург
В. А. Маккоев
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия
Россия
Вячеслав Алексеевич Маккоев – аспирант кафедры взрывного дела
Scopus 57428865400
г. Санкт-Петербург
З. А. Абиев
Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
Россия
Россия
Заур Агаддович Абиев – ассистент кафедры взрывного дела
Scopus ID 57206657220
г. Санкт-Петербург
Рецензия
Для цитирования:
Хохлов С.В., Виноградов Ю.И., Маккоев В.А., Абиев З.А. Влияние скорости детонации взрывчатых веществ на степень предразрушения горной породы при взрыве. Горные науки и технологии. 2024;9(2):85-96. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-11-177
For citation:
Khokhlov S.V., Vinogradov Yu.I., Makkoev V.A., Abiyev Z.A. Effect of explosive detonation velocity on the degree of rock pre-fracturing during blasting. Mining Science and Technology (Russia). 2024;9(2):85-96. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2023-11-177
Просмотров:
1148
Послать статью по эл. почте 