Експериментальне уточнення характеру руйнування породного масиву підриванням свердловинних зарядів змінної довжини
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2025.331974Ключові слова:
кар’єр, техногенно порушений гірничий масив, вибухове руйнування, адаптивна схема масового вибуху, хвилевідний ефект тріщинуватості, гранулометричний складАнотація
Об’єктом дослідження є процес руйнування породного масиву в кар’єрах під час ведення масових вибухів за допомогою свердловинних зарядів змінної довжини. Виявленими в ході експериментального аудиту недоліками є невідповідність гранулометричного складу підірваної гірничої маси розрахунковим параметрам, особливо в умовах наявності геогенних й техногенних порушень, зони змінної висоти уступів і контакту різнотипних порід. Одним з найбільш проблемних місць є ділянки з наявністю систем тріщин, які впливають на розповсюдження вибухових хвиль, формуючи зони аномального руйнування й зростання частки негабаритних фракцій.
Невідповідність гранулометричного складу підірваної гірничої маси загальноприйнятим розрахунковим показникам, що має місце у порушених масивах, ускладнює проєктування масових вибухів і виконання технологічних процесів відкритих гірничих робіт. Тим більше задача ускладнюється в умовах ведення гірничих робіт у безпосередній близькості до міської забудови.
У ході дослідження використовувалися методи експериментального підривання, пошарового розкопування екскаватором з фотофіксацією, а також візуального аналізу зон дроблення з урахуванням довжини зарядів і затримок підривання. Отримано якісний результат – підтверджено гіпотезу про закономірності формування в породному масиві об’ємних зон, в межах яких роздроблена вибухом гірнича маса набуває однорідного гранулометричного складу. Встановлено, що основними чинниками ефективності вибухового руйнування в неоднорідному масиві є ступінь розкритості природних тріщин та бризантність вибухових речовин. Спостереження за пошаровим розкопуванням дробленої породи частково підтвердило передбачені авторами наслідки цілеспрямованого варіювання затримок при підриванні окремих зарядів вибухових речовин в групах вибухових свердловин.
Завдяки цьому забезпечується можливість підвищення технологічної керованості вибуху, покращення якісного складу гірничої маси та зменшення частки негабариту. У порівнянні з традиційними схемами вибуху, застосування свердловинних зарядів змінної довжини дозволяє ефективніше адаптуватися до складної будови масиву та умов наближеності до міської забудови, забезпечуючи техніко-економічні переваги в організації відкритих гірничих робіт.
Посилання
- Hryhoriev, Y., Lutsenko, S., Shvets, Y., Kuttybayev, A., Mukhamedyarova, N. (2024). Predictive calculation of blasting quality as a tool for estimation of production cost and investment attractiveness of a mineral deposit development. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1415 (1), 012027. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1415/1/012027
- Babii, K., Chetveryk, M., Perehudov, V., Kovalov, K., Kiriia, R., Pshenychnyi, V. (2022). Features of using equipment for in-pit crushing and conveying technology on the open pit walls with complex structure. Mining of Mineral Deposits, 16 (4), 96–102. https://doi.org/10.33271/mining16.04.096
- Frolov, O. O., Beltek, M. I. (2022). Doslidzhennia vplyvu trishchynuvatosti skelnoho hirskoho masyvu na koefitsiient strukturnoho oslablennia. Tekhnichna Inzheneriia, 2 (90), 183–192. https://doi.org/10.26642/ten-2022-2(90)-183-192
- Kovrov, O., Tereschuk, R. (2020). Аnalysis of approaches for determination of mine rocks strength properties to forecast landslide hazard. Modern Technology, Materials and Design in Construction, 28 (1), 63–72. https://doi.org/10.31649/2311-1429-2020-1-63-72
- Beltek, M., Frolov, O. (2023). Determination of the influence of the degree of fracturing of the rock mass on the index of reduction of its strength. Collection of Research Papers of the National Mining University, 74, 7–18. https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.007
- Shapurin, O. V., Gura, V. V., Grigoriev, Y. I. (2015). Borehole charge parts millisecond-delay blasting experience under the conditions of PC “Northern GOK” quarries. Metallurgical and Mining Industry, 7 (4), 330–335. Available at: http://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84934755657&partnerID=MN8TOARS
- Fedko, M. B., Muzyka, I. O., Pysmennyi, S. V., Kalinichenko, O. V. (2019). Determination of drilling and blasting parameters considering the stress-strain state of rock ores. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 1, 37–41. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-1/20
- Hryhoriev, Y., Lutsenko, S., Systierov, O., Kuttybayev, A., Kuttybayeva, A. (2023). Implementation of sustainable development approaches by creating the mining cluster: the case of MPP “Inguletskiy”. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1254 (1), 012055. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1254/1/012055
- Tymoshchuk, V., Tymoshchuk, Y. (2023). Mathematical modeling of the geomechanical stateof a manufactured rock mass under the conditionsof seismic loading. Collection of Research Papers of the National Mining University, 74, 163–179. https://doi.org/10.33271/crpnmu/74.163
- Minieiev, S., Kostrytsia, O., Prusova, A., Skachko, R., Dykan, O., Maltseva, V. (2021). Justification of the parameters for safe blasting of floor rocks in the roadway driven through the hazardous by outbursts sandstones. Geo-Technical Mechanics, 159, 11–29. https://doi.org/10.15407/geotm2021.159.011
- Malykh, D., Eremenko, G., Titov, D. (2024). Parametric evolutions of explosive fracture zones in the explosion of series of blasthole charges with a complex structure. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1348 (1), 012083. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1348/1/012083
- Azarian, V., Lutsenko, S., Zhukov, S., Skachkov, A., Zaiarskyi, R., Titov, D. (2020). Applied scientific and systemic problems of the related ore-dressing plants interaction in the event of decommissioning the massif that separates their quarries. Mining of Mineral Deposits, 14 (1), 1–10. https://doi.org/10.33271/mining14.01.001
- Dotto, M. S., Pourrahimian, Y. (2024). The influence of explosive and rock mass properties on blast damage in a single-hole blasting. Mining, 4 (1), 168–188. https://doi.org/10.3390/mining4010011
- Li, T., Chen, M., Guo, B., Song, L., Fan, B., Cui, S. (2024). Study on fragmentation characteristics of rock mass in bench blasting with different coupling media. Frontiers in Earth Science, 12. https://doi.org/10.3389/feart.2024.1445990
- Liang, X., Ding, C., Zhu, X., Zhou, J., Chen, C., Guo, X. (2024). Visualization study on stress evolution and crack propagation of jointed rock mass under blasting load. Engineering Fracture Mechanics, 296, 109833. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2023.109833
- Xia, X., Yu, C., Liu, B., Liu, Y., Li, H. (2018). Experimental Study on the Seismic Efficiency of Rock Blasting and Its Influencing Factors. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51 (8), 2415–2425. https://doi.org/10.1007/s00603-018-1477-2
- Chi, L. Y., Zhang, Z.-X., Aalberg, A., Li, C. C. (2019). Experimental Investigation of Blast-Induced Fractures in Rock Cylinders. Rock Mechanics and Rock Engineering, 52 (8), 2569–2584. https://doi.org/10.1007/s00603-019-01749-0
- Yin, Y., Sun, Q., Zou, B., Mu, Q. (2021). Numerical Study on an Innovative Shaped Charge Approach of Rock Blasting and the Timing Sequence Effect in Microsecond Magnitude. Rock Mechanics and Rock Engineering, 54 (9), 4523–4542. https://doi.org/10.1007/s00603-021-02516-w
- Lyu, G., Zhou, C., Jiang, N. (2022). Experimental and Numerical Study on Tunnel Blasting Induced Damage Characteristics of Grouted Surrounding Rock in Fault Zones. Rock Mechanics and Rock Engineering, 56 (1), 603–617. https://doi.org/10.1007/s00603-022-03055-8
- Tai, L., Li, C., Hu, Y., Yu, X., Xu, Z., Zhang, X. et al. (2024). Experimental study on the significance of pressure relief effect and crack extension law under uniaxial compression of rock-like materials containing drill holes. Scientific Reports, 14 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-024-51490-0
- Li, Z., Cheng, Z., Shi, Y., Li, Y., Huang, Y., Zhang, Z. (2024). A Study on the Attenuation Patterns of Underground Blasting Vibration and Their Impact on Nearby Tunnels. Applied Sciences, 14 (22), 10651. https://doi.org/10.3390/app142210651
- Tang, H.-L., Yang, J., Yu, Q. (2023). Experimental Investigation of the Effect of Delay Time on Rock Fragmentation in Multi-Hole Bench Blasting. Applied Sciences, 13 (12), 7329. https://doi.org/10.3390/app13127329
- Torbica, S., Lapčević, V. (2018). Rock fracturing mechanisms by blasting. Podzemni Radovi, 32, 15–31. https://doi.org/10.5937/podrad1832015t
- Skachkov, A. A., Zhukov, S. O. (2016). Formuvannia napruzhenoho stanu prykonturnoi zony ustupu. Visnyk Kryvorizkoho natsionalnoho universytetu, 43, 147–153. Available at: https://journal-knu.com.ua/en/journals/tom-14-3-2016
- Skachkov, A. (2018). Spatial orientation energy of the combined borehole charges with differentiated energy saturation of the rock massif. Collection of research papers of the National Mining University, 55, 88–96. Available at: http://znp.nmu.org.ua/pdf/2018/55/10.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Danyl Titov, Dmytro Zahorsky, Yulian Hryhoriev, Serhii Balyk, Volodymyr Kozariz
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
