ОТКРЫТЫЕ РАБОТЫ
Оригинальная статья
УДК 622.85:622.235 © В.Н. Захаров, В.С. Федотенко, Н.Н. Ефремовцев, 2023
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 12-2023 /1174/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-12-73-79
Название
Исследование техногенного воздействия взрывных работ при открытой разработке месторождений угля
Авторы
Захаров В.Н., доктор техн. наук, академик РАН, профессор, директор Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: ipkon-dir@ipkonran.ru
Федотенко В.С., доктор техн. наук, заместитель директора по научной работе Института проблем
комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН, 111020, г. Москва, Россия, e-mail: victorfedotenko@gmail.com
Ефремовцев Н.Н., канд. техн. наук, действительный член АГН, старший научный сотрудник отдела № 5 геомеханики и разрушения горных пород Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН,111020, г. Москва, Россия,e-mail: noee7@mail.ru
Аннотация
Приведены краткая характеристика горнотехнических условий на открытых горных работах АО «УК «Кузбассразрезуголь», зависимости показателей техногенного воздействие взрывных работ от влияющих факторов. Полученные зависимости могут быть использованы для формирования цифровой многофакторной модели управления техногенным воздействием взрывных работ на окружающую среду. Рассмотрены пути безопасного увеличения объемов единовременно взрываемой горной массы. В статье приведены зависимости изменения нагрузки на атмосферу при увеличении расстояния от эпицентра взрыва, массы одновременно взрываемого ВВ на открытых горных работах, зависимость выхода мелких фракций от величины зазора между зарядом и зарядной полостью. Снижение удельного расхода ВВ, энергоемкости добычи, техногенного воздействия взрывных работ на окружающую среду, уменьшение радиуса опасной зоны могут быть достигнуты за счет применения для дробления обводненных и необводненных массивов зарядов, размещенных в рукавах с переменным диаметром, обеспечивающим зазор между стенкой скважины и зарядом. Установлено, что одним из путей безопасного увеличения объемов единовременно взрываемой горной массы является внедрение энергосберегающих экологически безопасных технологий производства и применения ПВВ, обеспечивающих повышение полноты химических преобразований и КПД взрыва за счет применения в составах гранулированных промышленных взрывчатых веществ топливных смесей, содержащих поверхностно-активные вещества, а также изменяющих реологические свойства, морфологию компонентов ПВВ, стабильность и энергоемкость зарядов ВВ при нулевом кислородном балансе за счет увеличения на несколько порядков площади контакта топлива и окислителя.
Ключевые слова
Буровзрывные работы, режимы выделения энергии, образование и распространение пылегазового облака, выход мелких фракций, открытые горные работы, производительность оборудования, техногенное воздействие взрывного разрушения, горные породы, конструкция зарядов и забойки.
Список литературы
1. Совершенствование способов буровзрывной подготовки пород на предприятиях ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» / С.В. Матва, С.В. Кокин, Ю.И. Литвин и др. // Уголь. 2015. № 12. С. 24-32. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/042013pdf (дата обращения: 15.11.2023).
2. Экологические проблемы геотехнологий: новые идеи, методы и решения / Н.Н. Чаплыгин, Ю.П. Галченко, В.И. Папичев и др. М.: Научтехлитиздат, 2009. 320 с.
3. Новые методы оценки воздействия горного производства на окружающую среду / Н.Н Чаплыгин, В.И, Папичев, Г.И. Бризнюк и др. / Горные науки на рубеже XXI века: материалы Международной конференции 1997 г. Екатеринбург: Горный ин-т, 1998. С. 468-477.4. Папичев В.И. Методология комплексной оценки техногенного воздействия горного производства на окружающую среду: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. М., 2004. 41 с.
5. Папичев В.И., Прошняков А.Н. Об оценке техногенной нагрузки горного производства на породный массив в результате производства взрывных работ в карьере // Экологические системы и приборы. 2002. № 9. С. 24-28.
6. Трубецкой К.Н., Галченко Ю.П., Бурцев Л.И. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества. М.: Научтехлитиздат, 2003. 261 с.
7. Викторов С.Д., Буслович В.С. Образование и распространение пылегазового облака при массовом взрыве на карьере // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 1996. № 6. С. 119-123.
8. Катанов И.Б., Федотенко В.С. Низкоплотные материалы в конструкции скважинных зарядов на карьерах. Кемерово: Кузбассвузиздат, 2012. 124 с.
9. Борьба с пылью в рудных карьерах / В.А. Михайлов, А.И. Лобода, П.В. Бересневич и др. М.: Недра, 1981. 262 с.
10. Гурин А.А., Ященко С.С. Применение гидрогелевой забойки взрывных скважин // Безопасность труда в промышленности. 1986. № 7. С. 38-40.
11. Пат. 2401416 Российская Федерация. Подвесная скважинная забойка / Федотенко С.М., Федотенко В.С., Федотенко Н.А.; заявл. 22.07.09; опубл. 20.01.2010, Бюл. № 28. URL: https://patents.google.com/patent/RU2401416C1/ru (дата обращения: 15.11.2023).
12. Пат. 2379621 Российская Федерация. Способ рассредоточения заряда в скважине / Федотенко С.М., Федотенко В.С., Федотенко Н.А.; заявл. 28.07.08; опубл. 20.01.2010, Бюл. № 25.: ил. 2. URL: https://patents.google.com/patent/RU2379621C1/ (дата обращения: 15.11.2023).
13. Берсеневич П.В., Михайлов В.А., Филатов С.С. Аэрология карьеров: Справочник. М.: Недра, 1990. 280 с.
14. Ефремовцев Н.Н., Ефремовцев П.Н. Результаты исследования в производственных условиях влияния кинетики выделения энергии взрыва на дробимость горных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-техни-ческий журнал). 2015. № S58. С. 17–25.
15. Ефремовцев Н.Н., Трофимов В.А., Шиповский И.Е. Локализация деформаций в волновом поле, наведенном взрывом удлиненного заряда // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2020. № 8. С. 73-85.
16. Ефремовцев Н.Н., Шиповский И.Е. Исследование закономерностей дробления удлиненными зарядами с применением композиционных моделей и численного моделирования методом сглаженных частиц // Взрывное дело. 2020. № 128/85. С. 20-37.
17. Результаты численных исследований фрагментации горных пород в пределах взрываемого блока с применением бессеточного метода сглаженных частиц / Н.Н. Ефремовцев, П.Н. Ефремовцев, В.А. Трофимов и др. // Взрывное дело. 2021. № 130/87. С. 29-45.
18. Захаров В.Н., Ефремовцев Н.Н., Федотенко В.С. Исследование техногенного воздействия взрывного разрушения горных пород при освоении месторождений полезных ископаемых открытым способом // Горная промышленность. 2022. № 6. С. 61-68.
19. ГОСТ 59667-2021 Качество атмосферного воздуха. Методика определения фракционного состава пыли оптическим методом. Расчет концентрации взвешенных частиц РМ2.5, РМ10 в атмосферном воздухе на основе фракционного состава.
20. ГОСТ Р 58196-2018. Национальный стандарт Российской Федерации. Горное дело. Борьба с пылью на угольных предприятиях. Термины и определения. 2019-01-01.
21. ГОСТ Р 70230-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Качество воздуха. Методика определения массовой концентрации взвешенных частиц РМ2.5. РМ10 в воздухе рабочей зоны на основе анализа фракционного состава пыли.
22. ГОСТ 12.1.018 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования.
23. ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробеэопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
24. ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов.
25. Использование многокомпонентных смесей для забойки скважин / А.А. Силкин, П.А. Шеметов, И.П. Бибик и др. // Горный вестник Узбекистана. 2005. № 1. С. 23–25.
Поддержка
Исследования проведены в рамках мероприятия № 1 комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 11 мая 2022 года № 1144-р, и соглашения о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидии?в соответствии с пунктом 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской Федерации № 075-15-2022-1185 от 28 сентября 2022 года.
Для цитирования
Захаров В.Н., Федотенко В.С., Ефремовцев Н.Н. Исследование техногенного воздействия взрывных работ при открытой разработке месторождений угля // Уголь. 2023. № 12. С. 73-79. DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2023-12-73-79.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 2.10.2023
Одобрена рецензентами: 10.11.2023
Принята к публикации: 27.11.2023
