Способ определения фракционного состава горной массы, получаемой с помощью взрыва Советский патент 1992 года по МПК G01N15/00 

размером d и менее - Td°, %, а также максимальный размер блока , м. Затем выполняют опытный взрыв объемом, V° 7Г{КО°макс). где К - коэффициент, зависящий от степени трещиноватости пород, который изменяется от 5 для сильно- до 7 для слаботрещиноватых пород. Производят рассев горной массы взрыва, при этом суммарное содержание обломков размером d и менее обозначают Bd°, каждой отдельно взятой 1-й фракции размером менее d - Pi°. Определяют сопротивляемость массива воздействию взрыва, МПа:

rj о D о П

- -1 г где Г1° - радиус зоны А дробления пород, м: (r + l)R где №- Показатель простреливаемости, определяемый опытным путем; го° - радиус заряда взрывчатого вещества, м, определяется проектом взрыва; - коэффициент, характеризующий деформируемость материала при взрывных нагрузках, изменяется от 1,5 для сильнодо 2,0 для слаботрещиноватых пород; Е° - модуль деформации массива, МПа; RC° - сопротивление породы одноосному сжатию, МПа; Г2° - радиус зоны Б разрушения породы по микротрещинам, м; -7Г (1 -COS) V где (f - центральный угол воронки сброса, град., который определяется на опытном взрыве. Проектируют промышленный взрыв объемом V, м . В проекте рассчитывают радиуд заряда взрывчатого вещества Го, м, и центральный угол воронки сброса ct, град; определяют по стандартным методикам сопротивление породы одноосному сжатию RC, МПа, модуль деформации массива, Е°, МПа, и показатель простреливаемостй N. Измеряют расстояния между трещинами (200-250 замеров и более) с точностью до величины d и на основе этих измерений рассчитывают фракционный состав блоков (обломков) породы, которые ограничены

У2 |л:(1 -cos|) Г2

(6) трещинами. Обозначают суммарное содержание обломков размером d и менее - Td, содержание обломков каждой отдельно взятой )-й фракции размером больше d - PTJ. Определяют радиус зоны дробления, м: (|+1)Rc где - коэффициент, характеризующий деформируемость материала при взрывных нагрузках. Определяют радиус зоны разрушения пород, м, по микротрещинам: R и объем этой зоны и зэтем рассчитывают фракционный состав горной массы промышленного взрыва по следующим формулам: содержание обломков каждой j-й фракции размером более d, %: )содержание обломков каждой i-й фракции размером d и менее, %: Р| Т|°-. где Pd 100%+Td, %. В качестве примера приводятся результаты сравнения фракционного состава промышленного взрыва объемом 5000 м, рассчитанного по предлагаемой методике и определенного в результате рассева горной массы после производства этого взрыва. Участок промышленного взрыва сложен доломитами со средней трещиноватостью. Сопротивление одноосному сжатию доломитов RC 53 МПа, модуль деформации массива Е 3000 МПа, показатель простреливаемостй N 3,1. Проектные параметры взрыва: радиус заряда Гр взрывчатого вещества 0,4 м, центральный угол воронки сбросал 150°, коэффициент деформируемости доломитов при взрывных нагрузках принимается равным 1,8.

На участке измерена трещиноватость доломитов и рассчитан фракционный состав блоков с точностью до величины d 2 см (20 мм). Этот состав показан на фиг. 1, кривая 1. Суммарное содержание Td обломков размером 20 мм и менее 4,0%.

Опытный участок был выполнен в доломитах сильно трещиноватых, которые характеризуются следующими параметрами: Rc° 40 МПа, Е° 2000 МПа, № 3,3. Фракционный состав блоков, рассчитанный по замерём трещин с точностью до d 20 мм, показан на фиг. 1, кривая 2. Суммарное содержание здесь обломков размером 20 мм и менее Td° 8,0%. Максимальный размер блока, который определен по замерам трещин, О°макс 0,7 М.

Объем опытного взрыва V° определяется по формуле (1), при этом коэффициент К принимается равным 5, как для сильно трещиноватых пород:

V° 7r(K-D°M3Kc) 3,14 (5 0,7)3

о о

178 м.

В натуре объем взрыва оказался равным 200 м , таким образом в дальнейшем примем V° 200 радиус заряда взрывчатого вещества Го° 0,3 м, угол образовавшейся воронки сброса а° 160°. Выполнен рассев горной массы опытного взрыва, фракционный состав которой показан на фиг. 1, кривая 3. Согласно результатам рассева суммарное содержание обломков размером d и менее (20 мм и менее) Bd° 36,0%, в том числе содержание фракции 10-20 мм Pio-20 12,6%: фракции 5-10 мм Р5-1о10,2%.

Определим дляопытного взрыва радиус зоны А дробления ri° (формула 3), зЪны Б разрущения пород по микротрещинам - Г2° (формула 4), и затем сопротивляемость массива воздействию взрыва RM° (формула 2):

Г1° У№ го°

(1о+1) R

1,35м,

хО,3

2,6-40

в данном случае коэффициент |°, характеризующий деформируемость доломитов при взрывных нагрузках, принят равным 1,6.

§-тЗ

|7Г(1-С08) V°

100

f|.3,,.(,-eosM).,oo(3e.8j,

... 1,35 .

11,7МПа.

HJ

Тбс целью расчета фракционного состава горной массы промышленного взрыва определим вначале следующие его параметры: радиусы зон дробления п (формула 3), разрушения породы по микротрещинам Г2 (фор мула 5) и объем атой зоны V2 (формула 6). Характеристики пород и массива участка промышленного взрыва (Re, Е, N), а также параметры взрыва (V, Го, а) приведены выше; коэффициент 1,8.

о -у 3000 г

1,7м;

(1,8 + 1)53

RC - ш, 53 - -

- - - TTj-

У2 |л:(1 -cos|) Г2 ,,

|-3,14 (1 -008)7,7 УЮ

мЗ.

35

Определим суммарное содержание обломков размером d и менее - Pd (формула 9):

+ Td 100+ 4,0 18,7%,

где Td - суммарное содержание обломков размером d и менее, рассчитанное по замерам трещин.

Определим содержание обломков размером более d каждой -фракции(Р, формула 7). PT.J - содержание обломковj-й фракции, рассчитанное по замерам трещин

(фиг. 1, кривая 2):

Р Рт.И1-)%;.

j 20-40 мм, Р 2,0 (1 - ) 1 ,7%; j 40-80 мм, Р 7,0(1 ) 6,0%; j 80-120 мм, Р 21,5 (1 - -)

18,3%; j 120-130 мм, Р 57,0()

100

48.6%.

определим содержание обломков размером d и менее для каждой 1-й фракции (Pi, формула 8). Ti°- содержание обломков 1-й фракции, которое было определено при рассеве горной массы опытного взрыва (фиг. 1, кривая 3):

I 20-10 мм, Р 12,6 X 6,6%;

ОО,0

1 5-10мм,Р 10,2x 5,3%;

оо,и

, Р 13,1 X- 6,8%.

оЬ,и

Рассчитанный по предлагаемог у методу фракционный состав горной массы промышлен.ного взрыва показан на фиг. 1, кривая 4. Там же показан фракционный состав горной массы этого взрыва (кривая 5) который определен с помощью рассева.

Формула изобретения Способ определения фракционного состава горной мэссы, получаемой с помощью взрыва, заключающийся в измерении расстояний между естественными трещинами в массиве пород на участке проектируемого взрыва с точностью до величины d и расчете по результатам этих замеров фракционного состава блоков, ограниченных трещинами, отличающийся тем,что, с целью повышения точности и информативности определения фракционного состава, выбирается опытный участок, сложенный аналогичными породами, характеризующимися величиной сопротивления одноосному сжатию Rc°, модулем деформации Е° и коэффициентом простреливания №, в которых измеряются расстояния между естественными трещинами, и по результатам этих замеров рассчитывают суммарное содержание блоков (обломков) размером d и менее - Td° %. а также максимальный размер блока D°Mai c, затем производят опытный взрыв объемом V°

4п т

- (К -О макс) (где К - коэффициент, велиО

чина которого изменяется-от 5 для сильнои до 7 для слаботрещиноватых пород) и выполняется рассев горной массы взрыва, в процессе которого определяют суммарное содержание обломков размером d и .менее - Bd° % и каждой отдельно взятой i-й фракции размером менее d - Ti°, определяют сопротивляемость массива воздейг г§

ствию взрыва RM° Rc° -, где ri° - радиус

зоны дробления пород t

П

(I°+1)R

Го° - радиус заряда взрывчатого вещества. 1° - коэффициент, характеризующий деформируемость материала при взрывных нагрузках, изменяется от 1,5 для сильнодо 2,0 для слаботрещиноватых пород;

Г2° - радиус разрущения породы до микротрещинам

Тй

-Т§

COS)V°

100

а° - центральный угол воронки сброса на опытном взрыве, после чего на участке промышленного взрыва с проектируемыми параметрами V, а , г, сложенными породами с характеристиками RC, Н, N, производят измерение расстояний между естественными трещи нами и рассчитывают фракционный состав блоков (обломков): PT,J - содержание каждой j-й фракции блоков размером более d,

Td - суммарное содержание обломков размером d и менее, определяют радиус зоны дробления

Л

Г1

i(l + i)Rc

И ЗОНЫ разрушения пород по микротрещинам

Г2

RRi объем этой зоны

« „3

V2 -j7r(l -COS) Г2

и затем содержание каждой фракции обломков Р в горной массе проектируемого промышленного взрыва по формулам для фракций размером более d

Pj PT,j()%;

для фракций размером d и менее Pi Ti°%,

гдеРа 100 +Та.

Изобретение касается испытаний геометрических свойств грунтов. Целью изобретения является повышение точности и информативности определения фракционного состава. На участке проектируемого взрыва измеряют расстояние между трещинами, производят опытный взрыв и определяют сопротивление породы, провод:ят грохочение горной массы и по измеренным величинам рассчитывают действительный фракционный состав горной массы.2 ил.^Изобретение относится к испытаниям геотехнических свойств грунтов, а именно к способам прогноза гранулометрического (фракционного) состава горной массы, получаемой с помощью взрыва.Целью изобретения является повышение точности и информативности определения фракционного состава.На фиг. 1 приведены результаты опре- деле^ния фракционного состава горной массы объемом около 5000 м'^ (взрыв выполнен в крепких доломитах); на фиг, 2 - воронка проектируемого взрыва и ;гоны разрушения в массиве: А - зона дробления; Б - зона разрушения пород по микротрещинам; В - зона разрушения породы по естественным трещинам..Способ осуществляют следующим образом.Выбирают опытный участок, который сложен породами, аналогичными тем, чтослагают участок проектируемого взрыва. С помощью стандартных методик определяют сопротивление породы одноосному сжатию RC°, МПа, и модуль деформации массива Е°, МПа (здесь и далее верхний индекс "о" говорит о принадлежности величины к опытному участку).На обнажениях или в подземных вы'ра- ботках измеряют расстояния между естественными трещинами (зона В), развитыми в горном массиве (230-250 замеров), с точностью-до величины d, которая обусловлена технологией измерительных работ и обычно равна 2-5 см.На основе выполненных замеров рас-, считывают фракционный состав блоков (обломков) породы, слагающих массив, размеры которых - зто измеренные расстояния между трещинами. При этом определяют суммарное содержание обломковhO00CJел