DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2019-1(83)-283-288

Встановлення закономірностей руйнування природно порушених скельних масивів вибухом

Олександр Олександрович Фролов, Микита Ігорович Бельтек

Анотація


Аналіз літературних джерел показав, що ефективність вибухового руйнування природно порушених і тріщинуватих скельних масивів залежить насамперед від міцнісних і структурних характеристик гірських порід та особливостей формування, взаємодії та поширення хвиль напружень в скельному середовищі.
Доведено, що одним з основних параметрів, який характеризує фізичні властивості скельних порід, є швидкість поширення поздовжніх хвиль напружень у гірському масиві. Тому в наведених дослідженнях зроблено припущення, що свою значимість ця характеристика середовища зберігає і в природно порушених гірських породах. Встановлено, що значне згасання інтенсивності хвиль напружень в сильнотріщинуватих неоднорідних порушених середовищах при зменшенні розміру природних окремостей суттєво обмежує можливість обґрунтування процесу їх руйнування на основі існуючих закономірностей поширення пружних хвиль. Це відноситься також і до розробки інженерних методів управління енергією вибуху на кар’єрах з урахуванням параметрів хвиль напружень. Однак такі ускладнення не виключають необхідності врахування хвиль напружень опосередковано, зокрема через їх швидкість поширення. Для оцінки об’єму руйнування гірських масивів порушеної структури вибухом запропоновано використовувати швидкість поширення хвиль напружень в реальному масиві, як складової в акустичному імпедансі. Встановлено, що зі збільшенням швидкості поширення повздовжніх хвиль в природно порушеному масиві гірських порід збільшується об’єм їхнього руйнування. Доведено, що зі збільшенням швидкості поширення хвиль напружень з 1000 м/с до 6000 м/с об’єм руйнувань природно порушеного масиву збільшується в 2,2...2,4 рази залежно від типу гірської породи.

Ключові слова


природно порушений гірський масив; тріщини; вибух; гірські породи; свердловинний заряд; кар’єр

Повний текст:

PDF

Посилання


Mosinec, V.N. and Abramov, A.V. (1982), Razrushenie treshhinovatyh i narushennyh gornyh porod, Nedra, M., 248 р.

Modenko, V.T. and Frolov, O.O. (2017), «Suchasnyj stan doslidzhen' mehanizmu rujnuvannja trishhynuvatyh skel'nyh girs'kyh masyviv vybuhom», Innovacijnyj rozvytok girnychodobuvnoi' galuzi, DVNZ «KNU», Kryvyj Rig, рр. 17–18.

Frolov, O.O., Dovganjuk, O.V. and Modenko, V.T. (2018), «Osoblyvosti rujnuvannja pryrodno porushenyh girs'kyh porid», materialy V-i' vseukrai'ns'koi' naukovo-praktychnoi' konferencii', Perspektyvy rozvytku girnychoi' spravy ta racional'nogo vykorystannja pryrodnyh resursiv, ZhDTU, Zh., рр. 38–41.

Frolov, O.O. (2014), «Keruvannja energetichnimi potokami pri vibuhovomu rujnuvannі rіznomіcnіsnih masivіv gіrs'kih porіd na kar’єrah», Diss. of dokt. tehn. nauk, spec. 05.15.03, K., 369 р.

Frolov, O.O., Terent'v, O.M. and Kotenko, V.V. (2014), «Vpliv mezhі podіlu rіznomіcnіsnih masivіv gіrs'kih porіd na rozpodіl napruzhen' pri vibuhu sverdlovinnogo zarjadu», Vіsnik ZhDTU. Tehnіchnі nauki, No. 1 (68), рр. 133–137.

Baron, L.I.and Licheli, G.P. (1966), Treshchinovatost' gornykh porod pri vzryvnoi otboike, Nedra, M., 136 р.

Changyou, L., Jingxuan, Y. and Bin Yu. (2017), «Rock-breaking mechanism and experimental analysis of confined blasting of borehole surrounding rock», International Journal of Mining Science and Technology, Issue 27, рр. 795–801.

Lak, M., Fatehi Marji, M., Yarahmadi Bafghi, A.R. and Abdollahipour, A. (2019), «Discrete element modeling of explosion-induced fracture extension in jointed rock masses», Journal of Mining and Environment,Vol. 10, рр. 125–138.

Lak, M., Fatehi Marji, M. and Yarahmadi Bafghi, A. (2018), «A finite difference modelling of crack initiation in rock blasting»,The 2018 World Congress on Advances in Civil, Environmental, & Materials Research (ACEM18), Songdo Convensia, Incheon, Korea.

Wang, Z.L and Konietzky, H. (2009), «Modelling of blast-induced fractures in jointed rock masses», Engineering Fracture Mechanics, Vol. 76, рр. 1945–1955.

Kotenko, V.V. and Frolov, О. (2014), «Laboratornі doslіdzhennya vplivu khvil' napruzhen' pіd chas vibukhu na parametri ruinuvannya modelі», Vіsnik ZhDTU. Tekhnіchnі nauki. No. 3 (70), рр. 124–128.

Frolov, O.O. (2006), «Osoblivostі rozrakhunku ob’єmu ruinuvannya skel'nikh porіd pіd chas vibukhu sverdlovinnogo zaryadu z urakhuvannyam khvil' napruzhen'», Vіsnik NTUU «KPІ» .Gіrnitstvo, Issue 14, рр. 93–101.

Modenko, V.T. (2018), «Udoskonalennya vibukhovogo ruinuvannya prirodno porushenikh masivіv gіrs'kikh porіd na kar’єrakh», Diss. of мag. 184, spec. Gіrnitstvo, K., 106 р.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Мосинец В.Н. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород / В.Н. Мосинец, А.В. Абрамов. – М. : Недра, 1982. – 248 с.
  2. Моденко В.Т. Сучасний стан досліджень механізму руйнування тріщинуватих скельних гірських масивів вибухом / В.Т. Моденко, О.О. Фролов // Інноваційний розвиток гірничодобувної галузі. – Кривий Ріг : ДВНЗ «КНУ», 2017. – С. 17–18.
  3. Фролов О.О. Особливості руйнування природно порушених гірських порід : матеріали V-ї всеукраїнської науково-практичної конференції «Перспективи розвитку гірничої справи та раціонального використання природних ресурсів» / О.О. Фролов, О.В. Довганюк, В.Т. Моденко. – Ж. : ЖДТУ, 2018. – С. 38–41.
  4. Фролов О.О. Керування енергетичними потоками при вибуховому руйнуванні різноміцнісних масивів гірських порід на кар’єрах : дис. ... докт. техн. наук : 05.15.03 / О.О. Фролов. – K., 2014. – 369 с.
  5. Фролов О.О. Вплив межі поділу різноміцнісних масивів гірських порід на розподіл напружень при вибуху свердловинного заряду / О.О. Фролов, Терентьєв О.М., Котенко В.В. // Вісник ЖДТУ. Технічні науки. – 2014. – № 1 (68). – С. 133–137.
  6. Барон Л.И. Трещиноватость горных пород при взрывной отбойке / Л.И. Барон, Г.П. Личели. – М. : Недра, 1966. – 136 с.
  7. Rock-breaking mechanism and experimental analysis of confined blasting of borehole surrounding rock / L.Changyou, Y.Jingxuan, Yu. Bin // International Journal of Mining Science and Technology. – 2017. – Issue 27. – P. 795–801.
  8. Discrete element modeling of explosion-induced fracture extension in jointed rock masses / M.Lak, M.Fatehi Marji, A.R. Yarahmadi Bafghi, A.Abdollahipour // Journal of Mining and Environment. – 2019. – Vol. 10. – P. 125–138.
  9. Lak M. A finite difference modelling of crack initiation in rock blasting / M.Lak, M.Fatehi Marji, A.Yarahmadi Bafghi // The 2018 World Congress on Advances in Civil, Environmental, & Materials Research (ACEM18). – Songdo Convensia, Incheon, Korea. – 2018.
  10. Wang Z.L. Modelling of blast-induced fractures in jointed rock masses / Z.L. Wang, H.Konietzky // Engineering Fracture Mechanics. – 2009. – Vol. 76. – P. 1945–1955.
  11. Котенко В.В. Лабораторні дослідження впливу хвиль напружень під час вибуху на параметри руйнування моделі / В.В. Котенко, О.О. Фролов // Вісник ЖДТУ. Технічні науки. – 2014. – № 3 (70). – С. 124–128.
  12. Фролов О.О. Особливості розрахунку об’єму руйнування скельних порід під час вибуху свердловинного заряду з урахуванням хвиль напружень / О.О. Фролов // Вісник НТУУ «КПІ». Гірництво. – 2006. – Вип. 14. – С. 93–101.
  13. Моденко В.Т. Удосконалення вибухового руйнування природно порушених масивів гірських порід на кар’єрах : дис. … маг. 184 : спец. «Гірництво» / В.Т. Моденко. – K., 2018. – 106 с.




Copyright (c) 2019 Олександр Олександрович Фролов, Микита Ігорович Бельтек

Ліцензія Creative Commons
Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.