Чисельне моделювання лінії найменшого опору при підриванні зарядів

Abstract

Мета. Встановити аналітичну закономірність розрахунку максимальної величини лінії найменшого опору (ЛНО) заряду вибухової речовини (ВР) з урахуванням фізико-механічних властивостей масиву порід та детонаційних характеристик вибухівки. Методика дослідження. Чисельним моделюванням методом скінченних елементів (МСЕ) за зміною напружено-деформованого стану моделі встановлено величину ЛНО при різних діаметрах зарядної порожнини, тиску продуктів вибуху та межі міцності порід на розтягання. Регресійним аналізом отримано емпіричну закономірність зміни ЛНО залежно від фізико-механічних властивостей масиву порід та детонаційних характеристик ВР. Математичним моделюванням встановлено аналітичні закономірності розрахунку ЛНО за зонами тріщиноутворення та інтенсивного подрібнення. Результати дослідження. За зміною напруженого стану матеріалу моделі навколо зарядної порожнини встановлено емпіричну закономірність зміни максимальної величини ЛНО залежно від діаметру зарядної порожнини та діаметру самого заряду ВР, щільності та швидкості детонації ВР, межі міцності моделі на стискання та зсув. За розробленою розрахунковою схемою отримано аналітичні закономірності розрахунку ЛНО за зонами тріщиноутворення та інтенсивного подрібнення. Порівнянням результатів розрахунку ЛНО за отриманими закономірностями обрано найбільш коректну формулу розрахунку ЛНО, якою виявилась аналітична закономірність розрахунку ЛНО за зоною інтенсивного подрібнення. Наукова новизна. Встановлено степеневу закономірність визначення ЛНО заряду ВР, що комплексно враховує радіус зони зминання, діаметр зарядної порожнини та заряду, щільність і швидкість детонації вибухівки, межу міцності порід на стискання, їх тріщинуватість та ущільнення під дією гірського тиску, що дозволяє розраховувати параметри буропідривних робіт (БПР) для відбивання масиву за зоною інтенсивного подрібнення. Практичне значення. Результатами досліджень отримано аналітичну закономірність розрахунку ЛНО заряду ВР за зоною інтенсивного подрібнення, використання якої дозволить раціоналізувати параметри БПР при видобуванні руд за допомогою промислових ВР.