Моделювання зон зминання та подрібнення масиву порід під дією енергії вибуху

Abstract

За результатами моделювання дії вибуху у твердому середовищі було розроблено математичні моделі утворення зон зминання, інтенсивного подрібнення та тріщиноутворення, які формуються навколо зарядної порожнини у масиві гірських порід з урахуванням дії гірського тиску та детонаційних характеристик вибухової речовини. Чисельне рішення математичних моделей дозволило встановити степеневі залежності формування зазначених зон, що виникають у монолітному нетріщинуватому, так і у тріщинуватому масивах при його вибуховому навантаженні, що залежать від фізикомеханічних властивостей гірських порід, детонаційних характеристик вибухівки та дії гірського тиску. Порівняння результатів чисельного моделювання радіусів цих зон з раніше виявленими закономірностями дозволило встановити розбіжність результатів з відомими методиками, що не перевищує для зони зминання і тріщиноутворення – 1%, а інтенсивного подрібнення – 9%. Використання отриманих результатів моделювання радіусів зон зминання, інтенсивного подрібнення та тріщиноутворення, які формуються у масиві порід навколо зарядної порожнини, дозволяє розраховувати лінію найменшого опору для шпурів і свердловин при виконанні гірничих робіт.

Mathematical models of the formation of breaking zones, intensive grinding and cracking, which are formed around the charging cavity in the rock massif with taking into account the action of rock pressure and energy characteristics of the explosives were created based on the results of modeling of the action of the explosion in a solid medium. Numerical solution of mathematical models allowed to establish the power dependences of the formation of these zones, which occur in monolithic non-fractured and fractured massifs under their explosive loading, depending on the physical-and-mechanical properties of rocks, energy characteristics of explosives and rock pressure. Comparison of the results of numerical modeling of the radiuses of these zones with previously identified patterns allowed to establish the discrepancy of the results with already well-known methods, which does not exceed for the zone of compression and cracking up to 1%, and intensive grinding up to 9%. Application of the obtained results of modeling the radiuses of the breaking zones, intensive grinding and cracking, which are formed in the rock massif around the charging cavity, allows calculating the line of least resistance for blast holes and boreholes during mining.