Способ прогнозирования грансостава взрываемой горной породы

Номер патента: 1802850

Автор: Тарасенко

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02850 А 19) 151)5 Е 2 00 ПИСАНИЕ ОБР НИ ПАТЕНТ шение 8 ехн ЯН- РОего Су ельно я про- пороГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Московский горный институт(56) Суханов А. Ф., Кутузов Б. Н. Разругорных пород взрывом, М., Недра, 1214-218,Ракишев Б. Р. Прогнозированиелогических параметров взорванныхна карьерах. Изд-во "Наука" КазахскоАлма-Ата, 1983; с. 108-116.(57) Использование: взрывные работыной промышленности и строительственость изобретения; .предваритопределяют скорость распространенидольных волн в образце разрушаемой Изобретение относится к горной промышленности и строительству, а именно к способам прогнозирования грансостава, и может быть использовано при п роектировании взрывных работ,Целью изобретения является повышение достоверности прогнозирования гран- состава взорванной породы,На чертеже изображены расчетная и фактическая вероятности выхода кусков различных классов крупности для условий Ковдорского ГОКа.Экспериментальные оценки позволяют утверждать, что преимущественные размеры кусков взорванной породы квантуются,ды, предел прочности этой породы на сдвиг и максимальный размер естественной отдельности породы в массиве, а интервал изменения крупности кусков разбивают на промежутки, кратные показателю квантованиятак, что размер куска оь ограничивающий каждый промежуток сверху, составляет с - -с 1 ф" 2, м =О, 1, 2, 3,2 п) где о=0,17 бск - размер куска, соответствующий нижней границе диапазона изменения крупности кусков, м; бск - диаметр скважины, м, и=.1 у (д/б, ("и") кратно 0,5) бд - макси.9мальный размер естественной отдельности породы в массиве, м, причем вероятностиР. выхода кусков с размерами меньше 4,0 начиная с 1=2 п до )=3 устанавливают соотношение Р;= Р+1 - 1/ )1, а при 1=02, 1, О Р= = Р;, (/2. 1-. т.е, каждый последующий размер куска больше предыдущего враз, а зто значит, что ряд предпочтительных размеров кусков 00 имеет,вид ОЧ б 1, б),ба;. Ф,л (1) О Поскольку члены ряда образуют геометрическую прогрессию со знаменателем ф, расчетное число членов ряда можно увели- ( 1 чить за счет введения промежуточных средних геометрических значений1/23/21/2 =О, 1,2, 2 п)(2) С учетом физики взрывного разрушения и требований практики наиболее целесообразно первый член этой прогрессии принять равным среднему размеру куска в зонемножественного (бризантного) разрушенияпороды, т,е,б 1=б=0,17 бск/3/,где б - средний размер куска породы в зонемножественного разрушения, радиус которой й (1,5 - 3,5)бск,где бсср - диаметр скважинного заряда.Размер куска, соответствующий верхней границе =.2 п) диапазона измененияразмера кусков можно определить из условия би бв, откуда и ц(бп/б)/1 ц 4,где бп, - максимальный размер естественной отдельности породы в массиве, Рассчетное значение и округляют до величиныкратной 1/2. Обычно 2,5й4 (верхнийпредел соответствует трудновзрываемым, анижний легковзрываемым породам). Очевидно, что во взорванной породе вероятность Р 1 выхода кусков, размер которыхб(бп равен 1, т,е, Р(Фб(=1, где б) - размер куска, соответствующий ряду (3), какеизвестно, Р(бб=г.(б), где Цб) - интегральная функция распределения кусков по крупности.Если установлен вид этой функции, зависящий от размера кусков, то значит определен закон распределения кусков покрупности,В ряду предпочтительных размеров кусков (2) б служит своеобразной масштабной единицей при оценке крупностидробления, а отношение б(/б - приведенный размер куска. Можно предположить,что вероятность того, что во взорванной породе выход кусков, больших чем б(=б "(1=2 п), обратно пропорциональна приведенному размеру куска, т.е.Р(б б)-2 ) = 1/(4 )Следовательно;Р(бб)-гп) =1 - Р(бб)-гп) = 1 - 1/Щ )1/г )Аналогично. = -1/(1/2 /(1/2)гп В общем случае при значениях от =2 пдо 1=3а; = Р+1 -1/Й ) (3)Для кусков, размер (диаметр) которых(бд( ф, характер функции распределения Г(б) должен измениться по следующимпричинам, Куски размерами б, бг, б1/гможно отнести к нижним классам крупности, поскольку они существенно меньше бср -среднего диаметра куска разрушеннойвзрывбм породы, Квантование радиусов зонразрушения и размеров кусков предполага В чим30 УР(= Рн 1/ф г (4)Для установления входящего в зависимости (1).(4) показателя квантованиянеобходимо, по сравнению с прототипом 35 дополнительное определение скорости распространения продольных волн в образце разрушаемой породы,. предела прочности этой породы на сдвиг и максимального размера естественной отдельности породы в 40 массиве, При этом в соответствии с (3)(5 где-сков;Ьв показатель квантования размера кув - плотность заряжения ВВ, кг/м; з, - предельный удельный расход ВВ 4)(А 0,25)О,БДщгде А - акустический показатель трещиноватости пород в массиве, равный (С/Со);2,С - скорость распространения продольных волн в массиве горных пород, м/с;Со - скорость распространения продольных волн в образцах породы, м/с;1 - коэффициент крепости породы по М,М. Протодьяконову; ет равенство средних градиентов дробления, т.е. б/В=бср/ф В, откуда бср= б/гТаким образом, средний размер куска взоРванной поРоды б,р=бэ и, очевидно,3/2 что он значительно превосходит отнесенные к нижним классам куски размеров б, б 1/г,Известно также, что нижние классы крупности образующиеся в непосредственно близости от заряда, пополняются продуктами разрушения из верхних классов 15 (б)б з ) в результате взаимодействия крупных кусков между собой; При этом так называемые просыпи из верхних классов в основном представлены рядом предпочтительных размеров кусков, характерных для 20 нижних классов, т.е, б, б , б с.В связи с этим можно полагать, что вероятности выхода кусков, размеры которых меньше среднего диаметра куска взорванной породы, пропорциональны размерам 25 этих кусков, Так Р (3/г) 1 ьз/2Р )Р Р Р" ) Р")общем случае, при =2, 1=1, 1=0 пол/3 - безразмерный параметр, учитывающий направление инициирования заряда исвойства ВВ;д - коэффициент, учитывающий формусетки взрывных скважин; 5К=(5,5/Л) - поправка, учитывающаяотносительную вязкость пород;Л = 6,5 - 0,5 ( - 3) - показатель относигтсжтсдтельной вязкости пород; 10Осж - предел прочности породы на сжатие, МПа;Тсд - предел прочности породы насдвиг, МПА;е - коэффициент относительной работоспособности ВВ; (принимается по таблице)- приведенный коэффициент формысетки скважин, равный 28,6 и 26,6 соответственно для квадратной и шахматной сетокрасположения взрывных скважин; 20Таким образом способ осуществляютпутем последовательного выполнения следующих операций:- измеряют скорость распространенияпродольных волн в массиве С и скорость 25ультразвуковых волн в образцах породы Со;- определяют пределы прочности породОсж и тсд соответственно на сжатие и сдвиг;- определяют максимальный размер естественной отдельности породы во взрываемом массиве, бы- определяют плотность заряжания ВВ,Лев;- вычисляют А, Р, К 1 и далее по формуле(6) рассчитывают величину предельногоудельного расхода ВВ,- вычисляют по формуле (5) показательквантования размера кусков;- вычисляют для принятого диаметраскважины первый член ряда предпочтительных размеров кусков 01=А=0,17 оск зле (6) вычисляем льного расхода: 0,25 1 + 0,5 0,35,88 0,31 Среднее Р= (0,27 0=61 По форму дельного уде 5личину где гранулотола; е=1,2 - к ботоспособн ся по таблиц9 1,ффициент относительной ра; и гранулотола (определяетм по формуле (5размеров кусков зат асчетное значение Р+ 0,350)/2= 0,312зм/с - скорость детонац- ВЫЧИСЛЯЮТ НЭИбОЛЬШИй (Фо) РаЗМЕР КУСКа ВО ВЗОРВаННОй ПОРОДЕ дп =: О о ГДЕ и 1 я(дщйИ 9- вычисляют в соответствии с зависимостью(3) вероятности выхода кусков размеры которых меньше заданного б при условии, что дб з- вычисляют в соответствии с (4) вероятности выхода кусков размеры которых 1Д Д1"2 гьн. П р и м е р.Сравнение прогнозной оценки грансостава взорванной породы и фактическихданных выполнено применительно к взрывному дроблению кальцит-магнетитовых сапатитом и форстеритом руд (И категориявзрываемости по местной классификации)Ковдорского ГОКа- скорость распространения проздольных волн в рудном массиве С=2,94 10 м/с,а скорость распространения ультразвуковыхволн в образцах руды Со=4,43 10 м/с;- пределы прочности руд на сжатиеОсж= 87 МПА и сдвиг тсд 13 МПа;- максимальный размер естественнойотдельности руд в массиве бгп=1,7 м- плотность заряжания скважин гранулотолом Ьвв= 1 т/м;з,- вычисляем А,Л,Р, КА =(С/Со) =(2,57/4,43) = 0,44Л = 6,5 - 0,5 ( " - 3) = 6,5-0,5 ( -- 3) =тсд 13= 4,65К = (5,5/Л)=(5,5/4,65)15 = 1,29При двухстороннем инициированиискважинных зарядов гранулотола Р = (рР ++фоб)/2 где Др и Дб - значения параметрасоответственно при прямом (от устья скважины) и обратном иницировании (4);ф = (1/1,39) "2 28,6/4,65= 3,2Для скважин диаметром бск=250 мм вычисляем первый член ряда предпочтительных размеров кусков:б 1= бф =0,17 бск=0,170,25 = 0,0425 м Вычисляем наибольший размер куска во взорванной породеб = 2 п = бф ф" = 0,04253,2",где и 9(1,7/0,0425)/1 д 3,2 = 3,17принимаем п=3, тогдаб 1 = 2 п = 0,0425 3,2 =1,42 мВычисляем в соответствии с зависимостью (3) вероятности выхода кусков, размеры которых меньше б при 1=2 п: 1=2 п=3Ру 2 п(бб+ фф = 1,42 м) = 1 1/(3 21/2)6 = 0,97гп-Р 1-2 п(бб 4 2 = 0,78 м) = 0,97 - -1/(3,2") = 0,922 о Р - 2 п - 2 (бб , = 0,44 м) = 0,92 -- 1/(3,2) = 0,82Р 1-з(ббфЗ = 0.243 м) = 0,82- - 1/(3,2 ) =0,64В соответствии с соотношением (4) получим:Р 1-2 = Р 1-з/4 = 0,64/3,2. 0,36;б 1бф= 0,136 мР 1-1 = Р 1-2/ф = 0,36/3,2 =0,20;б 1 б =0,076 мР 1-о = Р 1-1 Я = 0,20/3,2 2 = 0,11 бб= 0,0425 мТаким образом вариационный ряд предпочтительных размеров кусков в рассмотренном примере имеет следующий вид:бь м 0,0425 0,076 0.136 0,243 0,44 0,78 0,42 1,7Р . 0,11 0,20 0,36 0,64 0,82 0,92 0,97 1В результате взрывов получены следующие данные по распределению. крупности кусков (5:бь м 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 Выход кусков, размеры которых меньше бь75,7 85,6 91,3 94,4 97,2 99Сопоставление прогнозных оценок (кривая 1) с фактическими данными (кривая 2) представлено на чертеже и свидетельствует об их хорошей сходимости,Предварительное определение Со позволяют оценить А, а по нему блочностьизменения крупности кусков разбивают на промежутки, кратные показателю квантова ния ф так, что размер куска бь ограничивающий каждый промежуток сверху, составляет б=б ф 2, м (1=О, 1, 2, 32 п) где б=0,17 бс - размер куска, соответствующий нижней границе диапазона измене-.ния крупности кусков, м; б - диаметр скважины, м; 55 5 10 15 20 25 30 35 массива(43, определение г,д позволяет количественно оценить относительную вязкость и через нее вэрываемость пород. Тем самым мы производим более полный учет влияния свойств ВВ и породы на ее взрываемость, оцениваемую величиной предельного удельного расхода ВВ, При этом выполнение вышеуказанных операций с использованием показателя квантования размеров кусков позволяет с исчерпывающей полнотой учесть особенности и современные представления о физике взрывного разрушения горных пород, их физико-технические характеристики, свойства применяемых ВВ и технологию взрывных работ. Все это дает возможность существенно, по . сравнению с прототипом, повысить досто-верность прогнозирования грансостава взрываемых пород, чтоимеет важное значение при проектировании карьеров и др. горных работ.Формула изобретения Способ прогнозирования -грансостава взрываемой горной породы, включающий определение физико-технических свойств разрушаемых пород, характеристик ВВ= нижней и верхней границ диапазона крупности кусков с разбивкой на промежутки и установление вероятностей выхода кусков каждого промежутка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности прогнозирования, предварительно определяют скорость распространения продольных волн в образце разрушаемой породы, предел прочности этой породы на сдвиг и максимальный размер естественной отдельности породы в массиве. а интервал д )бв/бф)п=,(п кратно 0,5),19бп - максимальный размер естественной отдельности порОды в массиве, м , . причем вероятности Р выхода кусков с размерами меньше бь начиная с=2 п до 1=3,устанавливают соотношением Р = Р+1 - 1/ /2) а при =2, 1, 0 Р 1 = Р+1/1802850 Составитель А.Ва Техред М.Моргент ин Корректор Е,Папп оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул,Гагарина, 10 Редактор Заказ 861ВНИИПИ Тираж арственного комите 113035, Москва

Смотреть

Заявка

4919552, 18.03.1991

МОСКОВСКИЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

ТАРАСЕНКО ВАЛЕНТИН ПЕТРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21C 37/00

Метки: взрываемой, горной, грансостава, породы, прогнозирования

Опубликовано: 15.03.1993

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1802850-sposob-prognozirovaniya-gransostava-vzryvaemojj-gornojj-porody.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ прогнозирования грансостава взрываемой горной породы</a>

Похожие патенты