Обґрунтування параметрів вибухозахисної перемички для гасіння ударних повітряних хвиль при підземному видобутку руд

Abstract

Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів вибухозахисної перемички для гасіння ударних повітряних хвиль при підземному видобуванні руди. Аналіз способів і засобів зниження негативного впливу ударних повітряних хвиль при підземних масових вибухах показав, що застосовані з цією метою вибухозахисні перемички характеризуються великою вагою і високою трудомісткістю монтажних робіт, а їх параметри недостатньо обґрунтовані. Для обґрунтування параметрів вибухозахисної перемички досліджено ударні повітряні хвилі у виробничих умовах, для чого розроблено вимірювальний пристрій, за допомогою якого отримані значення параметрів ударних повітряних хвиль при поширенні по гірничих виробках. Створено програмне забезпечення, що дозволяє вирішувати комплекс задач, пов'язаних з поширенням ударних повітряних хвиль по гірничих виробках. Установлено залежність зміни тиску ударної повітряної хвилі за поперечним перерізом виробки, що враховано при розрахунку параметрів вибухозахисної перемички. Розроблено конструкцію й методику розрахунку вибухозахисної перемички, в якій використані сучасні легкі конструкційні матеріали. Виконано дослідження міцнісних і деформаційних властивостей захисного елемента перемички і встановлено залежності її несучої здатності від ступеня перфорації і міцнісних властивостей конструктивних елементів. Виготовлена і досліджена в лабораторних умовах модель вибухозахисної перемички. У результаті теоретичних, лабораторних та промислових досліджень обґрунтовано параметри вибухозахисної перемички і розроблено рекомендації з її застосування у конкретних гірничо-геологічних умовах. Вибухозахисна перемичка прийнята до реалізації в умовах Закритого акціонерного товариства „Запорізький залізорудний комбінат”. Основний зміст роботи відображено у восьми статтях і доповідях на міжнародних і вітчизняних науково- технічних конференціях.

Диссертация посвящена обоснованию параметров взрывозащитной перемычки для гашения ударных воздушных волн при подземной добыче руд. Анализ способов и средств снижения негативного влияния ударных воздушных волн при подземных массовых взрывах показал, что применяемые с этой целью взрывозащитные перемычки характеризуются большим весом и высокой трудоемкостью монтажных работ, а их параметры недостаточно обоснованы. Для обоснования параметров взрывозащитной перемычки исследованы ударные воздушные волны в производственных условиях, для чего разработано измерительное устройство с помощью которого получены значения параметров ударных воздушных волн при распространении по горным выработкам. Создано программное обеспечение, которое позволяет решать комплекс задач, связанных с распространением ударных воздушных волн по горным выработкам. Установлена зависимость изменения давления ударной воздушной волны по поперечному сечению выработки, которая учтена при расчете параметров взрывозащитной перемычки. Разработана конструкция и методика расчета взрывозащитной перемычки, в которой использованы современные легкие конструкционные материалы. Выполнены исследования прочностных и деформационных свойств защитного элемента перемычки и установлена зависимость ее несущей способности от степени перфорации и прочностных свойств конструктивных элементов. Изготовлена и исследована в лабораторных условиях модель взрывозащитной перемычки. В результате теоретических, лабораторных и промышленных исследований обоснованы параметры взрывозащитной перемычки и разработаны рекомендации по ее применению в конкретных горно-геологических условиях. Взрывозащитная перемычка принята к реализации в условиях Закрытого акционерного общества „Запорожский железорудный комбинат”. Основное содержание работы отображено в восьми статьях и докладах на международных и отечественных научно-технических конференциях.

The thesis deals with the substantiation of parameters of implosionproof dam for suppressing the shock air waves in the process of underground extraction of ore. The conducted research of the methods and means for diminishing the negative influence of the shock air waves while carrying out underground single blast has revealed that the applied shock air waves are characterized by heavy weight and high labor-intensiveness of set up works, and their parameters are not sufficiently substantiated. In order to substantiate the implosionproof dam parameters the shock air waves in working conditions have been examined. The measuring device for obtaining parameter points of the shock air waves in the process of their extension in excavations has been developed. The software effective in solving the problems concerned with the extension of the shock air waves in excavations has been created. The relationship of pressure measurement of the shock air waves along the excavation cross-section has been determined. This relationship has been taken into account during the calculation of implosionproof dam parameters. The design and calculation technique of implosionproof dam made of modern light engineering materials have been developed. The analysis of strength and deformation properties of a protective element in implosionproof dam has been carried out. The dependence of implosionproof dam bearing capacity on perforation degree and strength properties of structural elements has been found out. The model of implosionproof dam has been made and tested in the laboratory. As a result of theoretical, laboratory research, and release testing parameters of implosionproof dam have been substantiated and certain recommended practices of the implosionproof dam application in mining and geological conditions have been developed. The implosionproof dam has been put into operation at Closed Joint-Stock Company ‘Zaporozhskiy Iron-Ore Industrial Plant’ (‘Zaporozhskiy zhelezorudnyi kombinat’). The main content of the thesis is presented in eight articles and reports made at international and Ukrainian scientific and technical conferences.