Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Детонационное горение в гетерогенных системах специальной структуры на основе детонационной

Детонационное горение в гетерогенных системах специальной структуры на основе детонационной оптики с целью обеспечения безопасности и эффективности взрывного процесса

Теория детонации, в принципе, допускает существование недосжатых детонационных волн без химпика, если имеется какой-либо физический механизм, обеспечивающий перенос фронта инициирования химической реакции со скоростью, большей скорости детонации Чепмена – Жуге. В гетерогенных системах общая ситуация значительно сложнее и возможны случаи, когда детонация заряда в целом будет протекать в недосжатом режиме со скоростью выше идеальной Д0. По исследованиям В.В.Митрофанова, детально рассматриваются упорядоченные гетерогенные системы одного простого типа, в которых благодаря структурным особенностям заряда имеются особо благоприятные условия для осуществления детонации с повышенной скоростью. При детонации чувствительного ВВ, типа тэн, получена кумулятивная струя и ударная волна со скоростью 1,8 D0. Это слоистые либо трубчатые заряды (рис.1), состоящие из продольных слоёв конденсированного вещества 2 (ВВ либо пороха), способного экзотермическому превращению, и промежуточных слоёв (каналов) другого вещества 1 с намного меньшей плотностью, также способного к экзотермическому превращению, либо инертного.

1- ВВ, 2 – воздушное пространство

Рис.1. Заряд с воздушными трубчатыми каналами

Типичным примером вещества 1 является воздух. Двухслойная среда является наиболее простой структурной разновидностью гетерогенных сред. Ее структура упорядочена и однородна в одном направлении (ось X). В удлиненных зарядах с продольными каналами (УЗПК) может развиваться высокоскоростной детонационный процесс, называемый двухслойной детонацией. Ведущим элементом волнового комплекса двухслойной детонации является ударная волна в газовом слое (канальная волна), которая инициирует взрывное разложение окружающего ВВ и сама поддерживается за счет обжатия газового слоя продуктами взрыва (рис.2).

Рис.2. Двухслойный режим детонации заряда ВВ с канальной волной

Интересные и полезные эффекты дает осевой канал при взрыве скважинных и шпуровых зарядов с грубодисперсными промышленными ВВ. При этом достигается более равномерное дробление руды, расширяется зона разрушения горного массива у дна скважины, увеличивается импульс, Сообщаемый отбитой от уступа карьера горной массе (шире развал породы). Повышается безотказность взрывания длинных зарядов с осевой полостью по сравнению со сплошными того же диаметра. Такие заряды с наружным диаметром d = 40 - 256 мм и внутренним – (0,25-0,4)d успешно применяются уже в течение почти 10 лет в ряде шахт и карьеров Криворожского бассейна. Из-за низкой чувствительности применяемых ВВ двухслойный режим с прямым инициированием детонации с канальной волной здесь невозможен, тем не менее, скорость детонационной волны вдоль заряда оказывается выше, чем в сплошном заряде.

Удлиненные заряды с продольными каналами (УЗПК) обладают повышенной восприимчивостью к передаче детонации через воздушный промежуток. В усилении разрушающего действия на породу в конце скважины, по-видимому, существенную роль играет кумулятивная струя продуктов взрыва. Оценки показывают, что при ударе такой струи о дно скважины возникают давления, достаточные для инициирования в ВВ встречной детонационной волны. Однако чисто энергетическая оценка дополнительного воздействия кумулятивной струи не объясняет наблюдаемого значительного усиления разрушающего эффекта у дна скважины. В целом процесс детонации полномасштабных зарядов промышленных ВВ с каналами ещё не вполне ясен и требует дальнейшего изучения. В частности, нет однозначного объяснения об устойчивости полноты детонации зарядов промышленных ВВ с осевыми каналами, а так же данными о затухании детонации и увеличении критического диаметра за счёт переуплотнения пористого ВВ перед фронтом детонации («канальный эффект»). Режимы по механизму конвективного горения, расширяющие пределы взрыва УЗПК, для промышленных ВВ ещё требуют подтверждения [1].

В представленных ниже материалах, как нам кажется, изложены ответы на некоторые вопросы, которые не нашли ответа в предыдущих исследованиях. Совершенствование взрывного разрушения горных пород должно обеспечиваться разработкой новой технологии, способной конкурировать на уровне мировых стандартов. Новизна подходов по решению этой проблемы должна обеспечиваться путем значительного энергоснабжения, а именно снижением удельного расхода ВВ на кубический метр разрушаемых горных пород и уменьшением затрат на буровые работы [1],[2].

Для решения этой проблемы разработан новый способ рассредоточенной интенсивной концентрации импульсных нагрузок в заряде ВВ, позволяющий резко повысить энергию взрыва взрывчатого вещества, схема которой показана на рис.3, где в конструкции скважинного заряда размещены элементы детонационной оптики, предназначение которой состоит в интенсификации и дифференцировании взрывного импульса. Практически установлено увеличение скорости продуктов взрыва в 10 и более раз.

Рис.3. Скважинный заряд с интенсивной концентрацией взрывного импульса

Многократно усиленная кумулятивная струя пробивает пустоту оптического устройства и на основе канального эффекта возбуждает ВВ вокруг нее. При этом меняется направление детонационного потока на 90 градусов, обеспечивая одновременно разрушение и торможение продуктами взрыва. Таким образом, оптическое устройство обеспечивает резкое возрастание энергии в местах установки этих устройств за счет увеличения скорости продуктов взрыва. А между оптическими устройствами детонация взрывного процесса в заряде переходит в режим Чепмена – Жуге.

Поставленная задача обеспечения высокой эффективности и безопасности взрывных работ решается созданием высокочастотного взрывания на основе одновременного действия многих факторов взрывного процесса.

Во-первых, рассредоточено и резко ускоряется время взрывного импульса с оптическим устройством, где продолжительность времени измеряется в диапазоне, измеряемом в нано- или микросекундах (рис.3,а).

Рис.3,а Разрез скважинного заряда с ускорителем времени взрывного импульса

Рис.3,б. Разрез скважинного заряда, где показан фрагмент возбуждения взрыва заряда большей массы

Во-вторых, осуществляется рассредоточенное возбуждение взрыва заряда вокруг оптического устройства. Продукты взрыва меняют своё направление на 900 и обеспечивают единовременное взрывание большей массы заряда ВВ в единицу времени, (см. рис. 3, б).

В-третьих, изменяется направление действия ускоренных продуктов взрыва перпендикулярно оси заряда, что создает динамическое торможение выходу взрывных газов из скважины (шпура), (см. рис.3,б).

В-четвёртых, создается концентрация волн напряжений за пределами заряда в разрушаемом массиве горных пород, за счет вогнутой во внутрь боковой поверхности специальной конструкции оптического устройства в заряде ВВ (см. рис.2, с).

Рис.3,с. Разрез скважинного заряда с концентрацией волн напряжений за пределами заряда

Рис.3, в. Разрез скважинного заряда с показом обратного действия продуктов взрыва

В- пятых, возбуждение скважинного заряда осуществляется каскадным методом от устья в донную часть уступа. В результате этого ускоренные продукты взрыва устремляются вначале от устья скважины в ее донную часть по методу «домино», а за тем в обратную сторону, (см. рис.3, в).

В-шестых, при каскадном методе возбуждения взрыва от устья скважины в ее донную часть, скорость продуктов взрыва снижается в воздушных полостях, а за тем она ускоряется при вхождении взрывных газов взрыва заряда ВВ через оптическое устройство следующей части заряда. На рис.4. показана конструкция заряда безралетного действия. В результате интенсивного рассредоточенного ускорения продуктов взрыва горные породы разрушаются в основном силами на растяжение и изгиб. Изменение направления продуктов взрыва и метода разрушающего действия взрыва обеспечивает безразлётное взрывание горных пород.

Рис.4. Скважинный заряд безразлетного действия

Рис. 4, а. Разрез скважинного заряда с формированием принципа волнового действия

В результате почти одновременного действия во времени сконцентрированных взрывных импульсов, скачков энергий от взрыва больших масс заряда ВВ, продукты взрыва направляются перпендикулярно оси скважины. Суммированная энергия взрыва направляется от устья скважины в её донную часть уступа и пульсирующее действие продуктов взрыва за счёт воздушных промежутков в заряде создаёт высокочастотное волновое разрушение горных пород (см. рис.4, а).

Продукты взрыва при интенсивной концентрации импульсных нагрузок в заряде пробивают внутреннюю пустоту оптического устройства и из её внутренней части возбуждают взрыв заряда ВВ, находящееся вокруг неё. Масса заряда ВВ, подлежащая инициированию в единицу времени, может регулироваться в большую или меньшую сторону. Это зависит от продолжительности времени концентрации взрывного импульса и параметров оптического устройства. При взрыве заряда ВВ, находящегося вокруг оптического устройства, создаётся концентрация волн напряжений за пределами заряда ВВ в разрушаемом массиве. Боковая поверхность оптического устройства ввиду её вогнутости вовнутрь способствует формированию волн напряжений за пределами заряда. Способы высокочастотного взрывания с конструкцией оптического устройства запатентованы.

При возбуждении взрыва скважинного заряда каскадным методом с верху вниз взрывается в начале только её первая верхняя часть, а затем инициирование последующих ее разделенных частей производится через интервал времени ступенчато пульсирующим методом, обеспечивая постепенное накопление энергии взрыва, направленное сверху вниз по методу «домино». Этот метод рекомендуется для ведения взрыва в безразлётном режиме. Сконцентрирована накопленная энергия взрыва из донной части уступа поднимает взорванную массу к устью скважины по принципу второго закона Ньютона, создавая дополнительное разрушение горной массы. В результате многократных усиленных волновых действий при взрыве заряда ВВ по разрушению пород достигается требуемая кусковатость и развал горной массы.

Экспериментально установлено, что при пятикратном ускорении времени взрывного импульса, скорость продуктов взрыва выросла с 3402 до 25 000 м/cек, т.е. получена кумулятивная струя и ударная волна со скоростью 8 и более раз большая чем скорость Чепмена-Жуге D0. Практически, при скважинной отбойке с диаметром скважины 250 мм, можно скорость продуктов взрыва увеличить на порядок и выше. Затухание детонации и увеличение критического диаметра за счёт переуплотнения пористого ВВ перед фронтом детонации не наблюдалось, чему больше способствовало, видимо, высокая скорость взрывного процесса.

Рис.5 Взрыв скважинного заряда, Рис.6. Разрушенный блок – в дальнем слева по новой - белый, справа по по новой, в ближнем плане по старой старой технологии красного цвета технологии

Проведены промышленные испытания способа высокочастотного взрывания каскадным методом возбуждения скважинного заряда на карьере «Шильбастау» пос. Горный Алматинской области (рис.5). Эксперименты показали, что, внедряя новую технологию взрывной отбойки, можно снизить затраты на буровзрывные работы в 2 раза. Как видно на рис. 4, облако белого цвета образовано от взрыва экспериментальных скважин. Скорость и высота распространения взрывного облака выше, чем по старому методу, хотя взрывной импульс начался от устья скважины и прошел до дна скважины и вернулся обратно. Взрывное облако красного цвета от взрыва по старой технологии, при возбуждении взрыва из середины скважины оно осталось на поверхности земли, что свидетельствует о низкой скорости взрывного процесса.

Таким образом, в данной работе нами экспериментально доказано, что скорость взрывного процесса можно регулировать в более широком диапазоне, при выдерживании критического диаметра низкоскоростные ВВ могут получать детонационное ускорение в требуемых диапазонах. Интенсифицируя и дифференцируя скорость продуктов взрыва, в канальном эффекте можно рассредоточено управлять энергией взрыва и создавать волновое высокочастотное разрушение в горном массиве, конечным результатом которой является дробление пород, руды и развал в режиме требуемых параметрах.

В работе предложена ресурсосберегающая и безопасная взрывная технология, которая может привести к качественному скачку совершенствование буровзрывного комплекса на горных предприятиях при добыче полезного ископаемого и щебня [2],[3].

ЛИТЕРАТУРА

  1. Митрофанов В.В. «Детонация гомогенных и гетерогенных систем». 2003 .
  2. Игбаев Т.М. «Разрушение горного массива кумулятивными зарядами». 1998.
  3. Игбаев Т.М., Данияров Н.А. Патенг №23622 РК «Способ разрушения горных пород высокочастотным взрывом». 2010.

 

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.