Направления совершенствования взрывной технологии добычи блочного камня в массиве с интенсивной трещиноватостью

Приведены результаты анализа существующей информации о геологических условиях Другорецкого месторождения габбродиабаза. Особое внимание уделено характеристикам систем трещин, поскольку именно этот фактор во многом определяет технологические особенности и рентабельность разработки. Представлена информация о производительности добычи блочного камня в виде графиков. На основании этих данных сделан вывод о наличии проблемы постепенного снижения качественных показателей разработки данного месторождения. Учитывая, что основные факторы, влияющие на выход товарных блоков, это естественная и наведенная трещиноватость, сделано предположение, что данная проблема вызвана недостаточной исследованностью месторождения и чрезмерным воздействием взрывных работ на массив габбродиабаза в процессе отработки. Недостаточная изученность не позволяет производить планирование добычных и взрывных работ на требуемом уровне, а существующая технология взрывных работ обладает рядом недостатков, не позволяющих ограничить разрушающее воздействие на массив горных пород. Приведены результаты анализа отечественного и зарубежного опыта существующих способов управления действием взрыва при добыче блочного камня, детальной разведки трещиноватости массивов и моделирования отдельностей, ограниченных трещинами. Сделаны выводы о неприменимости в рассматриваемом случае большей части наработанного опыта из-за высокой для блочного месторождения трещиноватости массива габбродиабаза и o необходимости разработки принципиально новых методов для повышения продуктивности добычи. В итоге определены направления исследований для разработки методов и технологий, позволяющих оперативно реагировать на изменение горно-геологических условий и управлять разрушающим воздействием взрыва при добыче блочного камня в интенсивно трещиноватых массивах.

1. Справка о состоянии и перспективах использования минерально-сырьевой базы республики Карелия на 01.01.2016 г. http://atlaspacket.vsegei.ru/#8d0c998264ae22202.

2. Рязанцев П.А. Повышение эффективности разведки месторождений облицовочного камня на основе методики электротомографии: дис. кандидата технических наук: 25.00.10 – Петрозаводск, 2015. – 168 с.

3. Белов Ю.И. Геологическая записка по Другорецкому месторождению габбродиабаза: отчет / Петрозаводск, 1993. – 9 с.

4. Калмыков В.В. Тыркин А.И., Суханов А.В Разработка методики оценки выхода кондиционных блоков на месторождениях облицовочного камня: отчет. / Петрозаводск, 2005. – 48 с.

5. Федоскин А.Ю. День горняка // Промышленный вестник Карелии. – Петрозаводск. – 2016. – № 115. – С. 2-6.

6. Парамонов Г.П., Господариков А.П., Ковалевский В.Н. Влияние трещиноватости горного массива на выбор технологии добычи блоков // Взрывное дело. – 2010. – Т. 10461. – С. 74-81.

7. Першин Г.Д., Уляков М.С. Повышение эффективности разработки месторождений блочного высокопрочного камня / Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2014. – № 7. – С. 10-18.

8. Першин Г.Д. и др. Современные технологии добычи блочного гранита // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 12. – С. 163-167.

9. Парамонов Г.П., Ковалевский В.Н., Мозер П. Повышение сохранности минерального сырья при отделении монолита от массива горных пород с использованием газогенераторных патронов // Записки Горного института, 2016. – Т. 220. – С.532-537.

10. Парамонов Г.П., Ковалевский В.Н., Кирсанов О.Н. Опыт применения газогенерирующих составов при добыче блочного камня на карьерах строительных материалов // Взрывное дело. – 2011. – № 105-62. – С. 273-281.

11. Березуев Ю.А. Применение шпуровых газогенераторов давления (ГДШ) на карьерах блочного камня // Горный журнал. – 2008. – № 1. – С. 50-52.

12. Дамбаев Ж.Г. Физические основы направленного разрушения горных пород и технологии щадящего взрывания при отбойке блочного камня: автореферат дис. … докт. техн. наук: 05.15.11 – Санкт-Петербург, 2000. – 37 c.

13. Калинина Н.М. Разработка щадящей технологии взрывных работ на основе применения сверхнизкоплотных взрывчатых смесей: дис. … док. техн. наук: 05.15.11 – Бишкек, 1993. – 221 c.

14. Куценко Г.П., Котов Л.Р., Кулакевич Я.С., Ильинская А.П. Заряды для отделения блоков камня от массива // Горный журнал. – 2006. – № 5. – С. 50-52.

15. Карасев Ю.Г., Бакка Н.Т. Природный камень. Добыча блочного и стенового камня – учеб. пособие – СПб: Санкт-Петербургский горный ин-т, 1997 – С. 147-157.

16. Смирнов А.Г. и др. Добыча и обработка природного камня: справочник / Под общ. ред. А.Г. Смирнова. – М.: Недра, 1990. – С. 160-166.

17. Доильницын В.М., Зерщиков С.Г., Ляшенко В.А Испытания зарядов мягкого взрывания на рудниках ОАО «Апатит» / Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2007. – Т. 4. – № 12. – С. 74-82.

18. Рухлина Н.В. Обоснование составов ВВ и конструкций шпуровых и скважинных зарядов для направленного разрушения горных пород: автореферат дис. … канд. техн. наук: 05.15.11. – Санкт-Петербург, 1993. – 22 с.

19. Нефедов М. А. Разработка технических решений и эффективных технологий направленного взрывного раскола и разрушения горных пород на карьерах стройматериалов: автореферат дис. … канд. техн. наук: 05.15.11 – Спб, 1993. – 38 с.

20. Соколов С.Я. Климовский А.В., Кузьминых Е.Н. Состояние вопроса о применении геолого-геофизических методов при поисках, оценке и разведке блочного камня // Добыча, обработка и применение природного камня: cб. науч. тр./ Под ред. Г.Д. Гюршина. – 2016. – Вып. 16. – С. 35-58.

21. Соколов С.Я., Климовский А.В., Кузьминых Е.Н. Возможности геофизических методов при эксплуатационной разведке блочного камня на примере месторождения граносиенитов «Балтийское» / Строительный камень юго-восточной Фенноскандии: от геологии до архитектуры: cб. науч. тр. / Под ред. Е.Н. Кузьминых – Выборг, 2015. – С. 23-25

22. Arvantides N., Heldal T. Draft-report Stateof-the-art: Ornamental stone quarrying in Europe. OSNET quarrying sector, 2002 Available at: http://www.ngu.no/filearchive/91/OSNET3.pdf (Accessed 26 November 2017).

23. Mancini R., Cardu M., Fornaro M. Hard dimension stone production by splitting and cutting methods in Italian quarries. Mine Planning and Equipment Selection, Rotterdam, 1995, pp. 151-156.

24. Mancini R., Cardu M., Fornaro M. Lovera E. Technological and economic evolution of diamond wire use in granite or similar stone quarries. 17* International Mining Congress and Exhibition of Turkey, Ankara, 2001, pp. 543548.

25. Mancini R., Cardu M., Fornaro M., Gaj F. Production methods in Italian dimension stone quarries, Mining science and technology, Rotterdam, 1996, pp. 125-130.

26. Sanchidrian J.A., Garcia-Bermtidez P., Tsoutrelis C., Exadaktylos G., Cojean R., Fleurisson J.A., Tsimidakis D., Rogakis C., Improvement of productivity in quarrying dimension stone using new blasting and drilling techniques, 1996 Available at: http://cordis.europa.eu/docs/publications/2684/2 6840591-6_en.pdf (Accessed 26 November 2017).

27. Olsson M., Nie S., Bergqvist I., Ouchterlony What Causes Cracks in Rock Blasting?. Fragblast: International Journal for Blasting and Fragmentation, 2002, vol. 6, no. 2, pp. 221-233.

28. Ouchterlony F., Olsson M., Bergqvist I. Towards New Swedish Recommendations for Cautious Perimeter Blasting, Fragblast: International Journal for Blasting and Fragmentation, 2002, vol. 6, no. 2, pp. 235-261.

29. Ouchterlony F., Review of Rock Blasting and Explosives Engineering Research at SveBeFo. EXPLO conference, Brisbane, 1995, pp. 133-146.

30. Prissang, R., Hellä, P., Lehtimäki, T., Saksa, P., Nummela, J. & Vuento, A.: Localisation of undisturbed blocks in larger dimension stone rock masses, Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften, vol. 158, no. 3, 2007, pp. 471-482(12)

31. Tsoutrelis C. E., Gikas N., Nomikos P., G. Exadaktylos Use of notched boreholes for fracture controlled blasting in the ornamental stone quarries, Fragblast: International Journal for Blasting and Fragmentation, vol. 1, no. 4, pp. 445-463, doi:10.1080/13855149709408408

32. Sanchidrián J.A., García-Bermudez P., Jimeno C.L. Optimization of granite splitting by blasting using notched holes, Fragblast: International Journal for Blasting and Fragmentation, vol. 4, no. 1, pp. 1-11, doi:10.1080/13855140009408059.

33. Tomasic I. The influence of discontinuity fabric and other factors on optimum exploitation of dimension stone, Rudarsko-geolosko-naftni zbornik, 1994, vol. 6, pp. 101-105.

34. Mosch S., Nikolayew D., Ewiak O., Siegesmund S., Optimized extraction of dimension stone blocks, Environmental Earth Sciences, vol. 63, no 7-8, 2011, pp. 1911-1924.

35. Nikolayew D., Siegesmund S., Mosch S., Hoffman A. Modell-based prediction of unfractured rock masses, Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften, vol. 158, no. 3, 2007, pp. 483-490.

36. Yarahmadi R., Bagherpour R., Taherian S.G., Sousa L.M.O. Discontinuity modelling and rock block geometry identification to optimize production in dimension stone quarries, Engineering Geology, vol. 232, 2018, pp. 22-33.

37. Botelho M. A. B., Mutfin I. R., Exploitation of limestone quarries in Brazil with depth migrated ground-penetrating radar data, 5th International Congress of the Brazilian Geophysical Society, Salvador, 1998, pp. 836-839.

38. Rey J., Martínez J., Vera P., Ruiz N., Cañadas F., Montiel V., Ground-penetrating radar method used for the characterization of ornamental stone quarries, Construction and Building Materials, vol. 77, 2015, pp. 439-447.

39. Elkarmoty M., Colla C., Gabrielli E., Bonduà S., Bruno R., A Combination of GPR Survey and Laboratory Rock Tests for Evaluating an Ornamental Stone Deposit in a Quarry Bench, Procedia Engineering, vol. 191, 2017, pp. 999-1007.

40. Luodes H. Natural stone assessment with ground penetrating radar, Estonian Journal of Earth Sciences, vol. 57, n. 3, 2008, pp. 149-155.

41. Turanboy A., Ülker E. Using the Distribution Curves to Optimize the Block Exploitation in Natural Stone Quarries. ISRM Regional Symposium  EUROCK 2014, Vigo, 2014, pp. 631-635.

42. Tomašić I., Vidović-Tisanić Z. Potential of Medium to More Fractured Natural Stone Deposits, Key Engineering Materials, vol 548, 2013, pp 39-47.