Konoval V. Scientific and technical bases of explosive destruction methods for rock masses of complex structure in open pit mines.

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Science (DSc)

State registration number

0523U100263

Thesis Registration Form

0523U100263.pdf

Applicant for

Specialization

  • 05.15.09 - Геотехнічна і гірнича механіка

19-01-2024

Specialized Academic Board

Д 08. 188. 01

Institute of Geotechnical Mechanics named after MS Polyakova of the National Academy of Sciences of Ukraine

Essay

The dissertation is devoted to solving the actual scientific and technical problem of increasing the efficiency and environmental safety of mining operations in the conditions of granite quarries and natural stone quarries. It is aimed at further development of the scientific foundations for creating methods for the explosive destruction of rock masses of complex structure using charges of variable and different cross-ectional shapes that contribute to the redistri-bution of gas flows in the charging cavities and the formation on their surface of mul-ti-gradient and other directions of rock mass loads during their blasting. Analyzed and given a comprehensive assessment of the current state of mining, factors affecting the efficiency of explosive destruction of hard rocks of complex structure, ways and directions of resource saving in mining for the development of new resource and energy-saving technologies for destruction and their processing with an open cycle of work, mining geological and structural features of rocks of granite deposits and environmental safety in the areas for the extraction of building materials. Analytical and experimental studies have been carried out to substantiate the destructive effect of elongated explosive charges of variable and different cross-sectional shapes. Using the methods of mathematical and physical modeling, the influence of the state of a rock mass on the nature of the distribution of stresses along the axis of a charge of various cross-sectional shapes during their explosion was studied, which made it possible to substantiate the rational parameters of borehole charges. Based on the results of the experiment on the destruction of models by the explosion of VR charges of different cross-sectional shapes, predictive estimates of the distribution of the granulometric composition of the destroyed medium were made using the method of group consideration of arguments (MGСA). Scientific results obtained in the work: methods, techniques and methods of research have been developed, new technical solutions have been proposed for the efficiency of destruction of hard rocks of a complex structure, passports for drilling and blasting operations have been adjusted, “Methodological recommendations for sub-stantiating rational parameters of drilling and blasting operations in granite quarries of Ukraine”, “Technological instructions for conducting drilling and blasting opera-tions in granite quarries” and in the educational process of the Cherkasy State University of Technology. According to the results of calculations, the introduction of developed technical solutions with a total actual economic effect of more than UAH 1.4 million. Keywords: anisotropic massif, impact, explosion, energy intensity destruction, physical and mathematical modeling, explosive charges constructions, mining block, methods of explosive destruction, quarry, step up.

Read more

Research papers

1. Resource-saving methods of polymineral rocks explosive destruction, 2018, Konoval V.N., Kratkovsky I.L., Ishchenko K.S. Topical issues of resource-saving technologies in mineral mining and processing. Multi-authored monograph. Petroșani: UNIVERSITAS Рublishing University of Petroșani, РР. 229-250. http.//ds.ktu.edu.ua/jspui/handle/123456789/42

2. Innovative resource-saving method of explosive destruction of complex-structural ferruginous guartzites, 2019, Babii K.V., Ishchenko K.S., Kratkovsky I.L. , Konoval V.N. Traditions and innovations of resource-saving mining and processing. Multi-authored monograph. Petroșani, Romania: UNIVERSITAS Рublishing University of Petroșani. РР. 44-62. http.//lib.ktu.edu.ua-219/10-Monograph-6

3. New approaches and methods of separation of monolithic blocks of natural stone from rock mass by energy explosion, 2021, Konoval V.N., Ishchenko K.S. European ways of the development of modern engineering research. Collective monograph. Cuiavian University in Wloclawek, Republic of Poland. Riga, Latvia: “Baltija Publishing”, 2021. 234 р. (РР. 111-147). https://doi.org/10.30525/978-9934-26-142-8-5.

4. Ishchenko O.K., Konoval, V.M., Ishchenko K. S. Еfficiency of preparation of mountain mass at careers of building materials / Scientific bulletin of NMU. Dnipro, 2018. №4. РP. 92-99 DOI: 10.29202/nvngu/2018-4/10 (Scopus, Q3).

5. Aleksey Ishchenko, Vladimir Konoval, Konstantin Ishchenko. Physical and simulation modeling of character destruction of solid media by explosive charges dif-ferent section shape / Mining of Mineral Deposits. 2022. Volume 16. Issue 4. РР.122-131 https://doi.org/10.33271/mining16.04.122 (Scopus та Web of Science, Q2).

6. Konoval V.M., Holub S.V. Intellectual monitoring of charge form choice and justification for effective explosive breakdown destruction in quarries / Sciences of Europe. Praha, Czech Republic. 2022. № 92. РР.57-65 DOI: 10.5281/zenodo.6532881.

7. Konoval V.M., Holub S.V. Intellectual monitoring of charge form choice and justification for effective explosive breakdown destruction in quarries / Slovak international scientific journal. Bratislava, Slovakia. 2022. No 63, РР.12-21 http://sis-journal.com.

8. Babii К.V., Ishchenko K. S., Novikov L.A., Konoval V.M. Assessment of the impact of mass explosions in quarries on the environmental situation and seismic safety of infrastructure sites and development of its events / Slovak international scientific journal. Bratislava, Slovakia. 2022. No 64, РР. 12-21. DOI: 10.5281/zenodo.6616020.

9. Ishchenko K. S. Konoval V.M. Changes in water structure in rocks during mass explosions in quarries / Slovak international scientific journal. Bratislava, Slo-vakia. 2022. No 65, РР. 3-6. DOI: 10.5281/zenodo.6805542

10. Коновал В.Н. Использование нових материалов забоек скважинных зарядов для решения проблемы регулированного дробления пород взрывом / Геотехнічна механіка: Межвед. сб. научн. тр. ИГТМ НАН Украины. Днепропетровск, 2003. №47. С.190-196.

11. Коновал В.Н. Отбойка горных пород утилизируемыми взрывчатыми материалами в сложных горногеологических условиях / Геотехнічна механіка: Межвед. сб. научн. тр. ИГТМ НАН Украины. Днепропетровск, 2005. №59. С.87-90.

12. Ищенко К.С., Коновал В.М. Повышение эффективности взрывной проходки выработок на рудных шахтах / Металлургическая и горнорудная промышленность. 2006. № 6. С.68-70.

13. Ищенко К.С., Коновал С. В., Кратковский И. Л., Коновал В. Н. Осо-бенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода». Розробка родовищ 2014: щорічний науково-технічний збірник ДВНЗ «НГУ». Дніпроперровськ: ТОВ Лізунов Прес, 2014. С.393-397.

14. Ищенко К.С., Логвина Л.А., Коновал В.Н. Экспериментальные исследования влияния свойств материала забойки на эффективность и экологическую безопасность разрушения твердых сред взрывом / Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету ім. М. Остроградського. Випуск № 2 /2006(37). С.66-68.

15. Ищенко К.С., Коновал В.Н., Сабынин А.В., Ищенко А.К. Выбор и обоснование рациональных параметров скважинного заряда для повышения эффективности взрывного нагружения твердых сред в зависимости от свойств ВВ и материала забойки / Науковий вісник НГУ. Дніпропетровськ, 2006. №12. С.16-19.

16. Никифорова В.А., Ищенко К.С., Коновал В.Н., Ищенко А.К. Экспериментально-аналитические исследования влияния свойств ВВ на взрывное нагружение обводненных и необводненных твердых сред / Науковий вісник НГУ. Дніпропетровськ, 2006. №11. С.8-13

17. Ishchenko K.S., Kratkovskiy I.L., Konoval S.V., Konoval V.N., Mazur A.N., Nasheda V.K. Efficiency of blasting of rocks with complex structure by multicharges in non-metallic pits / Metallurgical and Mining Industry. 2016. № 1. РР. 191-197. https://www.metaljournal.com.ua.

18. Ishchenko K., Konoval V., Lohvyna L. An effective way to rock mass preparation on metallic and nonmetallic quarries Ukraine / Geotechnical mechanics. Dnipro, 2019. №146. РР. 28-41. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910900031.

19. Коновал В. М., Іщенко К.С. Оцінка енергоємності руйнування анізотропних гірських порід складної будови за різними умовами їх динамічного навантаження / Вчені записки НТУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2021, Том 32 (71), № 5. С. 210-217. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2021.5/31

20. Коновал В. М., Іщенко К.С. Нові підходи до відділенню монолітних блоків природнього каменю від скельного масиву / Вчені записки НТУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2021, Том 32 (71), № 6. С. 151-161. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2021.6/25

21. Коновал В.М., Іщенко К.С. Теоретичні і експериментальні дослідження різноградієнтного вибухового навантаження твердого середовища по довжині заряду змінного перерізу / Вчені записки НТУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2022, Том 33 (72), № 1. С. 229-240. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.1/35

22. Коновал В.М. Оцінка характеру руйнування твердого середовища за-рядами ВР змінної форми поперечного перерізу за різними умовами передачі енергії вибуху / Вчені записки НТУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. 2022, Том 33 (72), № 2. С. 155-170. DOI https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.2/24

Read more

Files

autoreferat-реферат_Коновал В-М-.pdf

Дисерт- Коновала В- М-.pdf

Similar theses

0424U000012

Oksana V. Livak

Substantiation of parameters for reducing the strength of mountain rocks by the method of rapid cooling during their mechanical destruction.

0423U100148

Stadnichuk Mykola Mykolaiovych

Justification of the parameters and conditions for the use of roadway district protection means in coal mines

0522U100106

Kononenko Maksym M.

Geomechanical substantiation of underground infrastructure parameters during iron-ore mining with the application of emulsion explosives

0421U104026

Sherstiuk Evgenia A.

Geotechnical stability of rock massifs in the influence zone of technogenic ground-water mode of the mining complex

0521U101822

Dmytro V. Babets

Mathematical modeling of geomechanical processes in a technogenic disturbed environment with stochastic physical and mechanical properties