Способ определения взрываемости горных пород Советский патент 1990 года по МПК F42D3/04 

Пзобретение относится к горному делу и может быть использовано при ведении взрывных работ на карьерах, рудниках и шахтах.

Цель изобретения - повышение точности определения взрываемости.

Способ осуществляют следующим

образом.

Предварительно по всем р азновид- ностям горных пород данного генетического класса (метаморфических или

магматических, или осадочных) отбирают образцы и производят определение комплекса параметров физико-механических свойств: объемной массы, скорости распространения продольной волны, пористости и общей карбонат- ности. Затем по комплексу данных параметров с помощью метода главных компонент осуществляют классификацию совокупности горных пород на подклассы прочности таким образом

ГчЭ

чтобы различие между породами внутри подклассов было незначимым, между смежными подклассами - значимым. Из каждого выделенного подкласса прочности отбирают по 20-25 образцов горных пород произвольной формы массой по 8-20 кг, осуществляют испытания данных образцов на дроби- мость взрывом. Взрывание образцов проводят во взрывной камере в свобод ноподвешенном состоянии с помощью заряда аммонита массой 8 г и электродетонатора, помещенных в шпуре диаметром 25 мм, пробуренном в нап- равлении максимального размера образца на глубину чуть больше его половины. После взрывания образцов методом просеивания определяют выход дробленного продукта классов 0-3 и 3-7 мм, на основании которого рассчитывают площадь вновь образованной поверхности дробленого продукта классов 0-3 и 3-7 мм. Затем рассчитывают подклассы вероятностно-статисти- ческой модели дробимости образцов горных пород взрывом по каждому подклассу прочности в виде формулы

Sc Bt+aft. V+b,.f+ c,,K+dfi n+a,..V + +Ъ1;Г2+СгсК2+а2(; П2 f

где St- - показатель дробимости горной породы взрывом - площад вновь образованной поверхности дробленого продукта классов 0-3 и 3-7 мм, м2 j

q,inго

э В+а, .Г+ К+ П+а +ЬзГ +с +с П2

afc bft cn r dic . aii Ьг;;

Zc

- коэффициенты подкласса

прочности породы; ,2,3,

. .„,n - подкласс прочности породы; jr - объемная масса, т/м3 ; V - скорость распространения

продольной волны, км/с; К - общая карбанатность, %; П - пористость, %, и коэффициенты пропорциональности между дробимостью и взрываемостью пород данного генетического класса по формулам

.§2-а.1§х.. .iaiL§t §

П я -я Ш S2-S,

Sz-sf

де S. и S, Ч. и 1,

показатели дробимости для образцов соответственно с максимальной и минимальной дробимостью;

показатели взрываемос- ти для образцов с дробимостью Sj и 8г соот- ветственно.

Затем для образцов пород разрушаемого массива определяют значения V, (Г , К и П, подставляют эти значения в формулы главных компонент и определяют подкласс прочности этих пород. После этого вычисляют показатели взрываемости горной породы по формуле I

го

Изобретение относится к горному делу и предназначено для взрывных работ на карьерах, рудниках и шахтах. Цель - повышение точности определения взрываемости. Для этого предварительно по всем разновидностям горных пород данного генетического класса отбирают образцы и определяют комплекс параметров физико-химических свойств объемной массы, скорости распространения продольной волны, пористости и общей карбонатности. Для части образцов каждого подкласса прочности пород экспериментально определяют дробимость взрывом и устанавливают зависимость дробимости взрывом от совокупности измеренных значений показателей физико-механических свойств пород в образцах. Затем осуществляют рабочий расчет взрываемости по полученной функциональной зависимости. При этом экспериментальное определение взрываемости и установление функциональной зависимости между взрываемостью и дробимостью осуществляют для пород отдельных генетических классов. С помощью установленной эмпирической зависимости определяют взрываемость любой осадочной горной породы по значениям информативных параметров физико-механических свойств, предварительно установив класс прочности породы. 2 табл.

где Па показатель взрываемости,

кг/м3;

пит- коэффициенты пропорциональности между дробимостью и взрываемостью;

В, а, , b, , cf, d,, at, Ъг, с2, d - коэффициенты данного подкласса прочности.

Пример. Для определения взрываемости вскрышных осадочных пород отбирают 384 образца по 33 угольным разрезам, охватывающих всю вариацию физико-механических свойств характерную для угольных разрезов отрасли, В лабораторных условиях определяют их показатели физико-механических свойствэ в том числе и информативные о По значениям информативных показателей методом главных компонент выполняют многомерную классификацию совокупности вскрышных осадочных пород угольных разрезов (табл.1).

Основанием для классификации служат дискриминантные функции первой главной компоненты собственного вектора ковариационной матрицы:

,01837517Г-0,01654394П+ +0,04587746K+0,07072979V-0,94981739;

,02168245 Г 0,571 1084П+

+0,00331177К+0,02718533V+0,21662309;

,00169836 Л-0,ООЬ07803П+ +0,5510721K-0, 00008962V-0,5840456.

Затем 293 образца вскрышных осадочных пород, отобранных из всех выделенных подклассов прочности пород, испытывают на дробимость взрывом, .рассчитывают вероятностно-статистические модели дробимости и определяют соответствующие им коэффициенты подкласса прочности (табл.2)

Э

-О 112+1 §1„

B;+aIt.V+bu.,+e,t. K+dn Ш-а П

С помощью установленной эмпирической зависимости можно определить взрываемость любой осадочной горной породы по значениям информативных параметров физико-механических свойств, предварительно установив класс прочности породы.

Определение класса прочности поро ,ды производят следующим образом.

Сначала определяют категорию породы по дискриминантной функции у. Если в результате расчетов по форму- ле получают , то значит горная порода относится к категории скальных. Если в результате расчетов получают , то горная порода относится к категории полускальных.

После определения категории породы определяют подкласс прочности породы.

При определяют знак дискриминантной функции zffl. Если в результате расчетов получим , значит горная порода относится к 1-му подклассу прочности. Если в результате расчетов получим , значит, горная порода относится к подклассу прочных, т.е. к 2-му подклассу прочности.

При определяют знак дискриминантной функции z0. Если в результате расчетов получим , значит горная порода относится к породам средней прочности,т.е. к 3-муподклассу. Если в результате расчетов получим , значит горная порода отно1538012

Путем подстановки экспериментальных значений определяют коэффициенты пропорциональности пит. Подставив полученные значения коэффициентов пропорциональности, получают эмпирическую зависимость для определения показателя взрываемости (эталлонно. го удельного расхода аммонита).

сится к породам слабым, т.е. к 4-му J5 подклассу прочности.

Формула изобретения

Способ определения взрываемости горных пород, включающий экспериментальное определение взрываемости и дробимости горных пород, установление функциональной зависимости между взрываемостыо и дробимостью и рабочий расчет взрываемости по полу-

ченной функциональной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения взрываемости, осуществляют отбор образцов пород отдельных генетических классов, выделяют для отдельно рассматриваемого генетического класса горных пород подклассы прочности по совокупности значений объемной массы, скорости продольных волн,

пористости л общей карбонатности пород в образцах, экспериментальное определение дробимости осуществляют взрывом для части образцов каждого подкласса прочности пород, устанавливают для каждого подкласса прочности пород зависимость дробимости взрывом от совокупности измеренных зна- чених показателей физико-механических свойств пород в образцах, а экспериментальное определение взрываемости пород и установление функциональной зависимости между взрываемостью и дробимостью осуществляют для пород отдельных генетических классов.

Скальные

У О

Сверхпрочные

Редактор Н.Яцола

Составитель О.Попов Техред Л.Сврдюкова

Заказ 161

Тираж 382

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Таблица 1 Полускальные

Средней Слабые прочности

Таблица2

Продолжение табл.2

Корректор В.Гирняк

Подписное