Вибрані та обгрунтовані математичні моделі , що базуються на рівняннях теорій пружності та рідких середовищ відповідно для порід зі значним опором зсувним напруженням і за відсутності його. З використанням стереомеханічної теорії удару отримані формули для розрахунку параметрів відбитих і заломлених хвиль від плоскої межі відокремлення порід і грунтів. Виконана кількісна оцінка ефекту екранування хвиль пружними шарами з різними механічними властивостями. Розглянуто дію плоскої ударної хвилі на нескінченно довге жорстке включення прямокутного перерізу. Розв'язана задача про трансформацію хвиль з криволінійними фронтами при товщині шарів, близької до радіусів кривизни хвиль. Розроблена та апробована методика комп'ютерного моделювання хвильових процесів у широкому діапазоні зміни геометричних, фізикомеханічних параметрів шарів порід і зарядів. Експериментально досліджено проходження ударних хвиль через гранітні зразки різної товщини, між якими в щілинах була вода, пузирчата поліетиленова плівка, повітря. Отримана кореляційна залежність коефіціента гашення від товщини гранітних зразків. Створено пристрій для ведення підривних робіт під водою, на який отримано патент. Ефективність теоретичних результатів доведена позитивним їх збігом з результатами експериментів автора та інших дослідників, що дозволяє рекомендувати розроблену методику моделювання розповсюдження пружних хвиль під час ведення підривних робіт у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху.

  Скачати повний текст

Наведено результати наукових досліджень, наукові та практичні рекомендації, спрямовані на підвищення детонаційних характеристик свердловинних зарядів вибухових речовин (ВР) в уступній розробці породних масивів різної міцності на кар'єрах. Розглянуто умови, за яких під час взаємодії ударних та детонаційних хвиль у системі свердловинних зарядів виникає можливість припинення детонації у зарядах, що сприймають ударну хвилю, особливо за наявності поверхонь розділу ділянок масиву із суттєво різними міцнісними характеристиками. Визначено характер розподілу енергії хвиль напружень, генерованих системою свердловинних зарядів у різноміцнісному масиві та відповідні параметри вибухових робіт у приконтактних зонах. Доведено ефективність використання під час відбивання гірських порід вибухових сумішей, що складаються з промислових грубодисперсних ВР та недетонуючих спеціальних домішок.

  Скачати повний текст

Розвинуто новий напрямок в імпульсних технологіях підвищення продуктивності геотехнологічних свердловин. Досліджено механіку руйнування порід у масиві у випадку імпульсного гідро-, газорозриву і слабких (мається на увазі швидкість виділення енергії) камуфлетних вибухів і знеміцнення порід навколо зруйованої області після сильного вибуху. Визначено фізичні основи керування порід за умов горіння і вибухів свердловинних зарядів, вивчено вплив гірського тиску на руйнування порід у випадку імпульсного газорозриву. Проведено аналітичні дослідження знеміцнення порід з початковими тріщинами та тріщиноподібними дефектами за умов підземних вибухів у області, що межує зі зруйнованою. Вдосконалено технології використання енергії вибуху та горіння для освоєння бурових свердловин та інтенсифікації видобутку рідких і газоподібних вуглеводнів із діючих свердловин. Розроблено вибухову та вибухово-хімічну технології інтенсифікації видобутку нафти та газу з пластів відносно невеликої потужності за складних гірничо-геологічних умов. Запропоновано нові технічні рішення, які вдосконалюють відомі секційні торпеди, у тому числі з локалізацією вибуху, струминні генератори тиску, перфоратори для кумулятивного і термогазоструминного розкриття пластів, вибухові пристрої для утворення початкових тріщин на стінці свердловини, модифіковані труборізи та спрямовані на підвищення ефективності вибухових робіт у свердловинах.

  Скачати повний текст

Досліджено і встановлено закономірності зміни показників, що характеризують якість детонуючого шнура (ДШ) та розроблено методику його вхідного контролю. Запропоновано класифікацію детонуючого шнура за його якісними характеристиками і розроблено інженерні рішення, спрямовані на підвищення надійності вибухової системи з ДШ. Обгрунтовано вибір раціонального типу вибухової речовини і ресурсозберігаючих методів руйнування порід з урахуванням складних гідрогеологічних умов розробки, особливостей вибухового навантаження гірських порід і попереднього тріщиноутворення, а також економічних та екологічних наслідків. Розроблено конструкції свердловинних зарядів та ежекторної установки з метою зниження викидів шкідливих речовин в атмосферу на стадії підготовки та проведення масових вибухів у кар'єрі.

  Скачати повний текст

Розроблено метод регулювання енергетичного потенціалу спінених вибухових систем (СВС) забезпечення ефективності руйнування негабаритних фракцій гірської породи, призначений для формування енергетичного потенціалу СВС і умов його ефективної реалізації шляхом оптимізації фізико-хімічних характеристик компонентів, рецептури СВС, технологічного режиму їх приготування. Встановлено, що фізічно стійкі СВС складаються з матриці аміачної селітри (АС) і поверхнево-активних речовин (ПАР) класу аніонактивних у кількості 5 - 6 % від загального об'єму, яка енергонасичена енергетичними домішками, вибраними, грунтуючись на принципі переважання теплових ефектів їх згорання над тепловим ефектом розкладу АС, а також здатності фізично стабілізувати її способом бронювання. Установлено оптимальний режим приготування (на всіх стадіях) фізично стабільної СВС. Розроблено метод управління енергетичним потенціалом СВС за рахунок його регулювання на стадії приготування шляхом оптимізації фізико-хімічного стану СВС і встановлення раціональної відповідності енергетичній характеристиці вибухового імпульсу (енергетичної густини викладного заряду СВС) фізико-механічним характеристикам породи для ефективного руйнування негабаритних фракцій.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено ресурсозберігаючу технологію вибухового руйнування флюсових вапняків і доломітів, засновану на використанні свердловинних зарядів нових багатокомпонентних вибухових сумішей найпростішого складу. Застосовано ефект керованого регулювання інтенсивністю вибухового навантаження гірських порід у ближній зоні вибуху зміною типу та складу вибухових речовин. Встановлено залежність радіуса зони перездрібнення від вибухових властивостей вибухових речовин (ВР) і фізико-механічних властивостей порід з урахуванням коефіцієнта заломлення енергії на межі заряд ВР-порода. Обгрунтовано принцип оцінки виходу перездрібнених фракцій внаслідок підривання порід за величиною площини під головною частиною імпульсу вибуху за час хімічної реакції ВР. Запропоновано рецептуру фізично стабільних найпростіших багатокомпонентних низькобризантних ВР типу ПБВС-2 і ПВС-1У, які дозволяють зменшити вихід перездрібнених фракцій під час вибуху, досліджено їх енергетичні й екологічні параметри. На кар'єрах Докучаєвського ФДК проведено промислові випробування та визначено область їх використання. Рішенням Держнаглядохоронпраці України дані ВР допущені до постійного застосування на відкритих роботах. Здійснено проектування, будівництво та експлуатацію пункту механізованого приготування багатокомпонентних сумішевих ВР найпростішого складу. Впровадження нових ВР дозволяє зменшити витрати на підривні роботи, обсяг пилогазових викидів у атмосферу кар'єру, а також збільшити на 2 - 3 % вихід товарної продукції.

  Скачати повний текст

Розроблено метод контролю параметрів газових викидів (ГВ) промислових вибухів на основі дослідження процесу утворення та поширення ГВ від вибухів вибухових речовин (ВР) для оцінки загазованості атмосфери кар'єру. На підставі дослідження процесу утворення та поширення ГВ від вибухів ВР у кар'єрах і умов визначення параметрів ГВ виявлено критерії вимірювання об'єму сформованих ГВ, а також концентрації діоксиду азоту. Для встановлення даних величин розроблено дистанційний метод контролю параметрів газових викидів промислових вибухів у кар'єрі. На основі розробленого методу з'ясовано рівень загазованості атмосфери кар'єру ГВ від промислових вибухів ВР та отримано залежності, що визначають вплив способу закладання зарядів на параметри та динаміку поширення газових викидів у кар'єрі (вздовж борту кар'єру та на робочих місцях площадок уступів).

  Скачати повний текст

Встановлено механізм та умови запалення метаноповітряних сумішей під час вигоряння високозапобіжних вибухових речовин (ВР) V і VI класів, який полягає в тому, що підпалювання відбувається відкритим полум'ям, що виникає під час виходу фронту горіння на торець або бічну поверхню патрона. Встановлено закономірність впливу теплофізичних властивостей компонентів складу ВР на його стійкість до вигоряння. Розроблено методику розрахунку схильності ВР до підпалювання за його компонентним складом, що дозволяє шляхом розрахунку визначити тип і кількість інгібітору, що вводиться до складу нової ВР для надання їй стійкості до вигоряння. Встановлено, що зменшення наважки вторинного заряду електродетонатора (ЕД) дає змогу знизити імовірність підпалювання патрона ВР таким ЕД. Одержано математичну модель імовірності підпалювання патрона бойовика залежно від маси вторинного заряду ЕД, на базі якої створено нові ЕД зі зниженою здатністю до підпалювання.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано раціональне співвідношення компонентів забійки з суміші, що розширюється під час твердіння (РТС-1), яка забезпечує максимальний замикаючий ефект продуктів детонації. Визначено характер розподілу та тривалість дії на гірський масив раціональних напружень, спричинених вибухом шпурового заряду вибухової речовини (ВР), залежно від властивостей матеріалу забійки РТС-1. Одержано аналітичні залежності для розрахунків швидкості та часу вильоту зі шпура забійки РТС-1, які визначають умови раціонального навантаження масиву гірських порід, а також залежності коефіцієнта використання шпура від довжини забійки РТС-1 для різних типів ВР, які дають змогу оцінювати ефективність відбійки гірських порід шпуровими зарядами різноманітних конструкцій.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання збудження швидких реакцій у кондесованих середовищах, які здатні до екзотермічних перетворень. Розроблено новий напрямок у хімічній фізиці, який грунтується на використанні лазерного імпульсу як ініціюючого фактора збудження вибухових речовин (ВР) і сполук. Встановлено, що ініціювання даних речовин здійснюється у результаті втрати температурної (бризантні ВР) або деформаційної (ініціюючі ВР) стабільності кристалічної решітки у разі лазерного нагрівання мікровключень, що поглинають випромінювання. Одержано нові вибухові сполуки, для яких властива аномально велика чутливість до дії лазерного моноімпульсу. Запропоновано наукові основи використання лазерного методу ініціювання для вирішення проблем одержання профільованих детонаційних хвиль, зварювання вибухом, зміцнення металів, створення оптичних систем ініціювання вибухових зарядів, випробування міцності матеріалу та стійкості конструкцій, що сприймають дію механічних імпульсів навантаження.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності формування та дії вибуху у скельних породах зарядів у рукавах у водному або повітряному середовищі свердловин, на підставі яких вирішено важливу науково-прикладну проблему розробки та впровадження фізико-технічних засад руйнування скельних порід вибухами даних зарядів, що знижує витрати та вартість застосовуваних вибухових речовин. Одержано закономірності зміни напружено-деформованого стану порід залежно від віддалі до вибуху, величини та типу зазору (води, повітря), швидкості дилатансії; раціональні розміри зазорів залежно від міцності порід, параметрів середовища зазору та вибухової речовини; посилення пульсуючої дії вибуху та неоднорідності навантаження породи; закономірності динаміки формування зарядів, метод аналізу та вибору параметрів зарядження свердловин; закономірності усадки зарядів у разі їх водонаповнення. Обгрунтовано параметри ініціаторів для надійного ініціювання головних зарядів; способи та засоби укладки рукава у пакет і подачу його у процесі зарядження; методику розрахунку параметрів підривних робіт і рекомендації щодо формування рецептур вибухових речовин.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано раціональні параметри зарядів вибухових речовин (ВР) з газоутворювальними речовинами, які підвищують вихід кондиційних фракцій під час розробки скельних масивів відкритим способом. Виявлено, що розміщення газоутворювальних речовин у вигляді окремих ділянок зменшує утворення переподрібнених фракцій у зоні масиву, що примикає до цих ділянок, забезпечує інтерференційну взаємодію хвиль напруг, генерованих суміжними ділянками ВР, і таким чином перерозподіляє енергію вибуху з ближньої зони в середню, що знижує вихід негабаритних фракцій. Уперше визначено, що відстань між радіальними тріщинами залежить від варіації межі міцності та швидкості зростання тиску. Розроблено методику розрахунку параметрів комбінованих зарядів, що забезпечують максимізацію виходу кондиційних фракцій у висадженій гірській масі.

  Скачати повний текст

Досліджено процес вибухового подрібнення гірських порід і визначено його параметри та чинники їх зміни з урахуванням втрат енергії на деформування об'єму порід і утворення нової поверхні. Експериментально встановлено, що продукти вибухового подрібнення гранітів можуть бути використані як ефективні наповнювачі будівельних розчинів і дрібнозернистих бетонів. Визначено, що кількість продуктів руйнування в зоні навколо заряду вибухової речовини складає від 2,5 до 7,4 % загального об'єму руйнування. На підставі результатів експериментальних досліджень доведено високу ефективність комбінованих зарядів із промислових вибухових речовин і конверсійних матеріалів за показниками покращання дроблення та зменшення викидів у повітря шкідливих газів і пилу.

  Скачати повний текст

За результатами аналітичних досліджень установлено, що підвищення ефективності застосування конверсійних вибухових матеріалів (ВМ) досягається на базі створення умов, які підвищують протікання процесу детонації у свердловинному заряді за механізмом гарячих точок. Оцінено вплив ударного імпульсу, сформульованого конверсійним ВМ, на процес руйнування гірської блокової породи у зоні відкольних руйнувань. Для великоблочних масивів максимальна ефективність досягається застосуванням композицій з баліститних порохів і бризантних ВР з вмістом бризантної ВР у межах 30 - 35 % або монолітних зарядів з баліститного твердого ракетного палива. Запропоновано зниження чутливості конверсійних ВМ до механічних дій внаслідок використання поверхневої флегматизації водою та водомасляними складами.

  Скачати повний текст

Розроблено принципи наукового управління дією вибуху та їх значення щодо оптимізації режимів і схем підривання. Установлено роль схем розташування та режимів підривання свердловинних зарядів стосовно асиметричності фронту напруг з переважанням зсувних і розтягуючих зусиль, а також ступеня корисного використання енергії вибуху. Показано доцільність застосування системи управління динаміки однорідного ізотропного пружного тіла як математичного опису елементів руйнованого масиву. Визначено, що структура лінійної деформації зумовлює у кореляційному значенні параметри подрібнення.

  Скачати повний текст

Запропоновано методи підвищення ефективності дії вибуху циліндричних зарядів вибухових речовин (ВР) під час руйнування гірських порід з одночасним зниженням викиду шкідливих газів в атмосферу кар'єру за рахунок удосконалення конструкцій циліндричних зарядів ВР з багатоточковим ініціюванням. Теоретично та експериментально доведено, що зміщення бойовиків відносно вісі заряду збільшує ефект багаторазового навантаження. Встановлено раціональне співвідношення між діаметрами свердловини та бойовика, зя якого середній діаметр зруйнованої гірської маси має найменше значення. Виявлено, що застосування різноспрямованого багатоточкового ініціювання дозволяє на 8 - 10 % збільшити сітку свердловин. Доведено, що розміщення двох або трьох бойовиків заряду в його верхній частині зі зміщенням відносно вісі дозволяє покращити вибухове руйнування верхніх шарів масиву. Обгрунтовано раціональний склад газонейтралізуючої композиції, використання якої у циліндричному заряді дозволяє зменшити кількість шкідливих газів вибуху, що викидаються в атмосферу кар'єру. Встановлено, що відходи промислових підприємств (солі важких металів) входять до складу даної композиції. Доведено, що розташовувати її доцільно як забивку циліндричного заряду, оскільки в цьому випадку кількість шкідливих газів, що викидаються в атмосферу, зменшується в 1,3 рази.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Експериментально визначено граничне значення вмісту піриту у масі подрібненої сульфідовмісної породи, що обумовлює виникнення екзотермічної реакції під час контакту з компонентами гарячевиливних вибухових речовин (ВР). На підставі вивчення характеру розподілу природних сульфідів у зоні розсіювання бурового шламу встановлено кореляційний зв'язок між вмістом піриту поблизу гирла вибухової порожнини та на її забої. Вперше виявлено значне перевищення середньої кількості піриту під час технологічного руйнування сульфідовмісних порід над їх геологічним вмістом у масиві. Розроблено хімічний склад модернізованого акватолу Т-20МС та запропоновано безпечні способи формування свердловинних зарядів, що дозволяють управляти процесом нейтралізації екзотермічної реакції під час контакту гарячевиливних ВР з піритом з урахуванням його просторового розподілу за висотою уступу.

  Скачати повний текст

Виявлено, що ефективність підривних робіт під час проходки вертикальних стволів знижується у зв'язку з груповими неповними детонаціями та відмовами внаслідок переміщення патронів вибухових речовин (ВР) вздовж шпура під впливом вибуху зближеного заряду та порушення його суцільності під дією процесу воронкоутворення. Експериментально встановлено залежність зміни величини переміщення патронів ВР шпурового заряду у часі та максимальну дальність передачі детонації між патронами через воду. Вперше запропоновано параметр "фактична енергія продуктів вибуху зарядів у шпурі", що враховує коефіцієнт зарядження шпура. На базі аналітичних досліджень встановлено залежність максимально можливого значення радіуса воронки вибуху від параметра повної енергії продуктів вибуху заряда у шпурі за різних умов. Підтверджено доцільність використання зворотного способу ініціювання шпурових зарядів ВР у процесі здійснення підривних робіт під час проходки вертикальних шахтних стволів. Запропоновано конструкції патрона-бойовика та шпурового заряда ВР для реалізації зворотного способа ініціювання зарядів ВР. На базі одержаних результатів розроблено технологію буропідривних робіт під час проходки вертикальних шахтних стволів.

  Скачати повний текст