Долударєва Я. С. Обґрунтування раціональних параметрів і конструкцій шпурових зарядів для зниження розміцнення гірських порід при спрямованому розколі

Об'єкт: процеси знеміцнення й руйнування твердих середовищ вибухом. Мета: підвищення якості кам'яних блоків, утворених спрямованим розколом за допомогою вибуху, за рахунок посилення впливу газодинамічного потоку продуктів детонації в необхідному напрямку з одночасним зменшенням імовірності потрапляння газів до мікротріщин, які утворюються, за межами лінії розколу. Методи: аналітичне обґрунтування раціональних параметрів буро-вибухових робіт на основі теорії руйнування й мікротріщинуватості гірських порід; фізичне моделювання швидкоплинних процесів; апарат теорії пружності для оцінювання напруженого стану порід при імпульсних навантаженнях; техніко-економічний аналіз розроблених рекомендацій. Теоретичні та практичні результати: теоретично досліджений вплив форми заряду вибухової речовини на розподіл полів напружень й ефективність спрямованого розколу; теоретично обґрунтований вплив концентраторів напруг на величину й розподіл напружень поблизу них при створенні динамічних навантажень на частину гірського масиву, що підлягає руйнуванню; експериментально досліджений вплив імпульсних навантажень, створюваних різними способами, на зміну міцності матеріалу моделей із часом після імпульсного впливу; теоретично й експериментально встановлений вплив граничних умов по контуру відбиваного блока на характер руйнування моделей при вибуховому навантаженні; експериментально досліджений взаємозв'язок зміни міцності зразків після вибухового впливу із процесами дегазації продуктів детонації з утворених і природних мікротріщин; розроблені спеціальні конструкції зарядів для відокремлення блоків потрібної форми й розмірів при спрямованому розколі. Новизна: теоретично обґрунтований вплив форми заряду на розподіл полів напружень й ефективність спрямованого розколу; уперше експериментально встановлено обсяг продуктів детонації, що потрапляють до мікротріщин і впливають на параметри процесу зміни міцності гірської породи з часом після вибухового імпульсного навантаження; уперше експериментально встановлено параметри процесу зміни міцності гірської породи після вибухового імпульсного навантаження (стрибкоподібне зменшення міцності й наступне її відновлення за рахунок поступового закриття мікротріщин після повного або часткового витікання з них газоподібних продуктів детонації). Запропонована конструкція заряду ВР пройшла дослідно-промислову перевірку на гранітних кар'єрах Кременчуцького регіону, ЗАТ "УКРАГРОВИБУХПРОМ" Спеціалізованому підприємстві № 4 Капустинської ділянки з видобутку гранітних блоків ЗАТ "Елгран". Область застосування: відкрита розробка корисних копалин.