Математичне моделювання зон руйнування масиву порід вибухом

Abstract

Розроблені аналітичні моделі радіусів зон зминання, інтенсивного подрібнення та тріщиноутворення, що формуються навколо зарядної порожнини у масиві гірських порід при його вибуховому навантаженні з урахуванням тиску продуктів вибуху, межі міцності порід на розтягання-стискання, їх структурної будови, тріщинуватості та ущільнення під дією гірського тиску. Чисельним моделюванням руйнування порід навколо зарядної порожнини встановлено степеневі залежності зміни радіусів зон зминання та подрібнення масиву в залежності від діаметру зарядної порожнини, тиску продуктів вибуху і межі міцності порід на стискання. Порівнянням результатів аналітичного та чисельного моделювання для жорстких крайових умов однорідного нетріщинуватого масиву встановлено розбіжність величин радіусів означених зон – 4, 8 і 6% відповідно.

Analytical models have been developed for the radii of the zones of crushing, intense grinding and cracking, which are formed around the charging cavity in the rock mass under its explosive load, taking into account the pressure of the explosion products, the tensile-compressive strength of the rocks, their structural structure, and fracturing. Numerical simulation of the destruction of rocks around the charging cavity established the power-law dependences of the change in the radii of the crushing zones and the grinding of the massif depending on the diameter of the charging cavity, the pressure of the explosion products, and the compressive strength of the rocks. By comparing the results of analytical and numerical simulation for rigid boundary conditions of a homogeneous non-fractured massif, the discrepancy between the radii of the indicated zones is found to be 4, 8 and 6%, respectively.