Главная » 2014 » Август » 17 » Скачать Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных бесплатно
07:10
Скачать Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных бесплатно
Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах
Диссертация
Автор: Цэдэнбат Ариунжаргал
Название: Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах
Справка: Цэдэнбат Ариунжаргал. Обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах : диссертация кандидата технических наук : 25.00.20 / Цэдэнбат Ариунжаргал; [Место защиты: Моск. гос. гор. ун-т] - Москва, 2010 - Количество страниц: 129 с. ил. Москва, 2010 129 c. :
Объем: 129 стр.
Информация: Москва, 2010
Содержание:
Введение
1 Современное состояние вопроса взрывной отбойки массивов с включениями вечномерзлых горных пород
11 Состояние техники и технологии ведения буровзрывных работ на угольных разрезах Монголии на примере Баганурского месторождения
12 Распространение мерзлых пород в Монголии и физико-технические параметры взрываемых вскрышных пород на угольных разрезах
13 Анализ литературных данных и практики взрывного дробления мерзлых пород
Выводы, цель и задачи исследований
2 Обоснование оптимальных параметров буровзрывных работ при взрывной отбойке твердых массивов горных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты
21 Особенности взрывания неоднородного массива с вечномерзлыми включениями
22 Поля напряжений и деформаций при взрывном воздействии удлиненного заряда на массив горных пород
23 Закономерности взрывного разрушения массива с мерзлыми включениями, расчет зон дробления для основных и дополнительных скважин и выбор типов ВВ
24 Оптимизация основных параметров буровзрывных работ с дополнительным воздействием на мерзлые включения
Выводы
3 Экспериментальные исследования взрывного разрушения пород с включениями мерзлоты
31 Методика проведения и установка для лабораторных исследований взрывного воздействия на массив, содержащий мерзлые включения
32 Экспериментальные исследования влияния параметров взрывного воздействия на эффективность дробления горных пород с мерзлыми включениями и анализ их результатов
Выводы
4 Разработка и внедрение способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах
41 Основные параметры предложенного способа взрывания массива с включениями вечной мерзлоты
42 Опытно-промышленная проверка предложенного способа взрывания на угольном разрезе Баганур
43 Анализ результатов опытно-промышленной проверки и технико-экономическая эффективность внедрения нового способа
Выводы
Введение:
Актуальность работы. Угольная промышленность Монголии является основой энергетической отрасли страны, так как в настоящее время другие энергетические ресурсы не используются в промышленном масштабе.
Около 70% угольных запасов находится на глубине до 300 м и может разрабатываться открытым способом. Из 34 месторождений угля с балансовыми запасами около 20 млрд т 30 месторождений отрабатываются открытым способом при общей добыче угля от 8 до 10 млн т в год (более
90% всей добычи угля в Монголии) и объеме вскрышных работ 28.40 млн
•2 м . Наиболее крупным и перспективным угольным предприятием в Монголии является разрез Баганур со среднегодовой производительностью 2,8.3,0 млн т и 11,0.12,8 млн м вскрышных пород, что составляет 30.35% от всего объема добычи и выемки вскрышных пород в стране. В перспективе предполагается довести добычу угля на разрезе до 6 млн т.
Климат Монголии резко континентальный. Поэтому большая часть ее площади (около 63%) занята многолетнемерзлыми породами и грунтами. При этом доля вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты составляет более 80% от их общей площади. 22 разреза Монголии из 30 (более 70%) имеют участки с вечной мерзлотой. Вечная мерзлота на разрезе Баганур залегает в виде линзообразных включений, занимающих площадь около 4 км на участке, добыча угля с которого составляет более 0,6 млн т (более 20% от годовой производительности разреза).
Около 60% всего объема вскрышных работ производится с использованием буровзрывных работ (БВР), эффективность которых определяет эффективность всех последующих технологических процессов. Однако взрывание пород с включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива традиционным способом (с увеличением удельного расхода взрывчатых веществ (ВВ) до 20% и более) не обеспечивает рациональной степени дробления вскрышных пород. Имеют место повышенный выход негабарита (15.20%) и увеличенный средний размер кусков породы в развале взорванной горной массы, что резко снижает производительность вскрышного комплекса, увеличивает затраты на вторичное дробление и усложняет организацию работ на уступах.
В известных работах по разрушению взрывом мерзлых пород рассматриваются в основном процессы взрывного дробления либо их верхнего сезонномерзлого слоя либо взрывания собственно мерзлоты. При этом работы по взрыванию твердых (скальных и полускальных) вскрышных пород с включениями вечной мерзлоты внутри разрушаемого массива отсутствуют. Поэтому научно обоснованные технологические разработки способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах, направленного на исключение негативных последствий наличия мерзлоты внутри разрушаемого массива горных пород, являются актуальными.
Целью работы является обоснование и разработка способа взрывания твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах для улучшения качества дробления пород (на примере одного из крупнейших угледобывающих предприятий Монголии — Баганурского угольного разреза), что обеспечивает уменьшение выхода негабарита и среднего размера куска взорванной горной массы, приводящее к увеличению производительности погрузочно-транспортного оборудования.
Идея работы заключается в выборе параметров промышленных взрывчатых веществ (ПВВ) в дополнительных скважинах исходя из обеспечения требуемого разрушения частей слоя мёрзлого включения, находящихся между основными скважинами, в зависимости от характеристик вмещающих пород и этих включений и свойств применяемого в основных скважинах ПВВ.
Научные положения, разработанные лично соискателем: 1. Размеры частей мерзлых включений в твердых горных породах, неразрушенных взрывом зарядов ПВВ в скважинах и являющихся источником выхода негабаритов, пропорциональны диаметру скважин и разности корней квадратных удвоенной обратной величины прочности при растяжении вмещающих пород и обратной величины прочности при растяжении мерзлых включений.
2. Установлено, что при взрывании массивов твердых горных пород с включениями вечной мерзлоты необходимо применять дополнительные скважинные заряды, размещаемые на пересечении диагоналей соседних основных скважин, а для заряжания дополнительных скважин использовать ПВВ со скоростью детонации, пропорциональной скорости детонации ПВВ в основных скважинах и корню квадратному из отношения пределов прочности при растяжении мерзлых и вмещающих пород.
3. Определены зависимости и установлены критериальные уравнения, определяющие взаимосвязь приведенной скорости детонации ПВВ в дополнительных и основных скважинах с приведенным пределом прочности при растяжении мёрзлых включений и вмещающих пород массива, позволяющие обосновать и выбрать ПВВ в дополнительных скважинах.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
• комплексной методикой работ, предусматривающей анализ и обобщение ранее выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разрушению горных пород взрывом, и проведение теоретических и лабораторных исследований разрушения массива пород с мёрзлыми включениями; сходимостью результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований по разрушению массива с включениями вечной мерзлоты;
• положительными результатами апробации разработанного способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на разрезе Баганур в Монголии и использованием рекомендаций автора при составлении проектов взрывных работ на этом разрезе.
Научная новизна работы заключается в установлении: закономерностей разрушения массивов горных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты взрыванием зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах; зависимостей и критериальных уравнений, определяющих взаимосвязь прочностных свойств вмещающих немерзлых пород массива и 6 мерзлых включений с характеристиками зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах;
• зависимости скорости детонации зарядов ПВВ в дополнительных скважинах, необходимой для эффективного разрушения зон нерегулируемого дробления между основными скважинами внутри мерзлых включений, от скорости детонации зарядов ВВ в основных скважинах и пределов прочности при растяжении вмещающих немерзлых пород массива и мерзлых включений.
Научное значение работы состоит в установлении закономерностей взрывного разрушения твердых вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты при использовании дополнительных скважин с учетом прочностных свойств вмещающих немерзлых пород и мерзлых включений и характеристик зарядов ПВВ в основных и дополнительных скважинах, что позволяет повысить эффективность вскрышных работ на угольных разрезах.
Практическое значение работы заключается в разработке способа взрывания вскрышных пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты на угольных разрезах (патент РФ на изобретение №2263877), обеспечивающего повышение эффективности буровзрывных работ (БВР) за счет снижения выхода негабарита с 15.20 до 5.10%, уменьшения среднего размера кусков породы в развале взорванной горной массы и повышения производительности вскрышного комплекса.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанный способ взрывания пород с линзообразными включениями вечной мерзлоты и практические рекомендации приняты к внедрению Баганурским угольным разрезом Монголии. Расчеты показывают возможность увеличения объема добычи угля на 75 тыс. т в год при использовании имеющегося на разрезе оборудования.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международных научных симпозиумах «Неделя горняка» (2005, 2006 и 2009 гг.), в Институте горного дела при Монгольском государственном университете науки и технологии (2006, 2010 гг.), на техсовете угольного разреза Баганур (2006 и 2009 гг.), на семинарах кафедры «Взрывное дело» МГГУ (2006, 2008 и 2010 гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 117 наименований и приложения, содержит 18 таблиц и 33 рисунка.
