ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ВЗРЫВЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ

摘要

The article deals with the mechanism of development of energy processes during blasting off of rock massifs and gives a theoretical and experimental assessment of the nature of the explosion energy distribution using different types of industrial EXPLOSIVES. The destruction of rocks by explosion will remain in the foreseeable future the basis of almost all applied geotechnologies, both in the underground and in the open development afore and a significant part of non-metallic deposits. This method of destruction has gone a long way of evolution and is methodologically provided with a wide range of, most often, empirical solutions, which are usually based on the use of extremely simple physical and geometric models. The dominant approaches to the definition of the parameters of blasting are an internal contradiction between due to objective laws of geomechanics and geotechnology requirements of the asymmetry of the zones of energy absorption, on the one hand, and the symmetrical character of the distribution in the array of the explosion energy is concentrated charges on the other. The proposed model thermodynamic calculations of the work of expansion of the explosion products and cheap Explosives, containing in its composition of the condensed components. Such products are formed by detonation of the simplest BB containing aluminum, as well as BB containing carbon and having a negative oxygen balance. An analytical solution is obtained under a given condition of expansion of the charging cavity. The changes in the efficiency of explosion products with the possibility of their expiration from the charging cavity are considered. It is shown that the useful work of explosion products depends on the ratio of the characteristic time of the explosion and the characteristic time of departure of gases. Physico-chemical characteristics of the explosive transformation of the substance of the charge can be no less significant factor, since they form the conditions for the transfer of explosion energy to the array and determine the characteristics of the initial stage of the process of explosive destruction of this array in the technological purposes. Made on the mines of the Far East experimental study allowed us to empirically assess the cost of energy and the size of the zone of blasting action of the explosion of different types of explosives when blasting prirezkami lived along strike. Evaluation experiments showed thai technologically unproductive consumption of energy in the blasting area of validity the charge is in direct proportional relationship with the speed of detonation. It was also shown that the most favorable energy distribution in the space under the conditions of rejection is achieved by using low-recoil (simplest) EXPLOSIVES with a mixed reaction mechanism of explosive transformation. Thus, studies have shown that the existing methods for managing the explosion in the interest of mining technologies cover mainly different aspects of the process of the release and transfer of energy charges to the array. At the same time, the processes of distribution of this energy in the destructible array are practically not affected.%В статье рассмотрен механизм развития энергетических процессов при взрывной отбойке породных массивов и дана теоретическая и экспериментальная оценка характера распределения энергии взрыва при использовании различных типов промышленных ВВ. Разрушение горных пород взрывай останется в обозримой перспективе основой почти всех применяемых геотехнологий, как при подземной, так и при открытой разработке рудных и значительной части нерудных месторождений. Этот способ разрушения прошел длинный путь эволюции и методологически обеспечен широким набором, чаще всего, эмпирических решений, которые обычно основаны на использовании предельно простых физических и геометрических моделей. Доминирующие подходы к определению параметров отбойки несут в себе внутреннее противоречие между обусловленной объективными законами геомеханики и требованиями геотехнологии асимметрией зон поглощения энергии, с одной стороны, и сuммеmрич-ным характером распределения в массиве энергии взрыва концентрированных зарядов - с другой. Предложена модель термодинамических расчетов работы расширения продуктов взрыва простейших ВВ, содержащих в своем составе конденсированные компоненты. Такие продукты образуются при детонации простейших ВВ содержащих алюминий, а также ВВ, содержащие углерод и имеющие отрицательный кислородный баланс. Получено аналитическое решение при заданном условии расширения зарядной полости. Рассмотрено изменение эффективности работы продуктов взрыва при возможности их истечения из зарядной полости. Показано, что полезная работа продуктов взрыва зависит от соотношения характерного времени работы взрыва и характерного времени вылета газов. Физико-химические особенности взрывного превращения вещества заряда могут быть не менее значимым фактором, так как именно они формируют условия передачи энергии взрыва в массив и определяют характеристики начальной стадии процесса взрывного разрушения этого массива в технологических целях. Выполненные на рудниках Дальнего Востока экспериментальные исследования позволили эмпирически оценить затраты энергии и размеры зоны бризантного действия взрыва различных типов ВВ при отбойке жил прирезками по простиранию. Оценочные эксперименты показали, что технологически непроизводительный расход энергии в зоне бризантного действия заряда находится в прямой пропорциональной связи со скоростью детонации ВВ. Было также показано, что наиболее благоприятное по условиям отбойки распределение энергии в пространстве достигается при использовании низкобризантных (простейших) ВВ со смесевым механизмом реакции взрывного превращения. Таким образом, выполненные исследования показали, что существующие, методы управления взрывом в интересах горных технологий охватывают в основном различные аспекты процесса выделения и передачи в массив энергии зарядов. При этом практически не затрагиваются процессы распределения этой энергии в разрушаемом массиве.