Наведено аналіз наукових досліджень щодо комбінованої технології оббурювання уступів у кар'єрі і аналіз практичного застосування такої технології. Встановлено закономірність зміни собівартості вибухової відбійки залізистих кварцитів Південного ГЗК у вигляді суми собівартостей основних процесів, а саме: механічного буріння піонерної свердловини, її термічного розширення, заряджання, з урахуванням видатку коштів на засоби ініціювання і вибухові речовини. Встановлено існування лінійної закономірності між радіусом піонерної свердловини і радіусом котлової порожнини. Проведено дослідження варіантів проходки піонерної свердловини діаметрами від 0,152 м до 0,203 м за допомогою верстата Roc L-8 фірми Atlas Copco з подальшим їх термічним розширенням під заряд. При цьому кожному діаметру піонерної свердловини відповідає (із позицій економічної доцільності) свій оптимальний розмір котлового розширення. Так, для діаметра піонерної свердловини 171 м оптимальним є діаметр котла 0,32 м. Досліджено утворення котлових розширень для відомої технології з проходкою піонерної свердловини шарошковим долотом. Виявлено, що на відміну від застосовуваного діаметра котла 0,36 м, більш оптимальним у цьому випадку буде діаметр 0,4 м.

Пропонується новий підхід до ініціювання зарядів у вибуховому блоці у випадку необхідності збереження об'єкту, що охороняється розташованого поблизу укосу уступу. Розглядається поставлена задача методом аналізу хвильової та кидальної дії зарядів ВР і керування цією дією у напрямку досягнення двох результатів, які першочергово протирічать одне одному. А саме, зменшити ширину розвалу у напрямку укосу уступу, який підлягає руйнуванню і здолати завищені значення опору по підошві перед першим рядом свердловин. При цьому забезпечення якісної проробки завищеного опору по підошві перед першим рядом свердловин покращається за рахунок спрямованої хвильової дії зарядів ВР із глибини вибухового блоку в режимі додавання у напрямку до укосу уступу з інтервалом сповільнення між ними 25 мс. Одночасно з цим, для зменшення ширини розвалу виконується переорієнтація кидальної дії заряду у першому ряду свердловин, який підривається останнім, за рахунок встановлення між ним і попереднім йому зарядом у другому ряду свердловин інтервалу сповільнення 176 мс. Таке технічне рішення приводить до створення перед зарядом першого ряду нової вільної поверхні, яка є конкурентом вільній поверхні укосу уступу. Оскільки відстань до нової поверхні майже в двічі є меншою, ніж до реального укосу уступу, основна частина кидальної дії заряду у першому ряду свердловин переорієнтовується у напрямок раніше підірваного заряду у другому ряду.

Наведено результати експериментальних вибухів у Першотравневому та Ганнівському кар'єрах ПАТ "ПівнГЗК", в яких застосовано розподілення свердловинних зарядів на дві частини і короткоуповільнене їх підривання одна відносно одної. Обгрунтовано конструктивні параметри свердловинних зарядів (верхнього і нижнього), забійки і інертного проміжку, таким чином, що весь 15 м уступ розподіляється на дві майже рівні частини. При цьому, забезпечується збереження цілісності газових пухирців у частині заряду, що підривається через сповільнення. Крім того, першочерговим вибухом верхнього заряду розвантажується нижня частина уступу від сил тяжіння, що створюються верхньою його частиною, чим покращається якість її подрібнення нижнім зарядом. Зроблено аналіз розповсюдження прямих і відбитих хвиль в тілі уступу після спрацювання верхньої частини заряду, яким обгрунтовано інтервал сповільнення між частинами видовженого заряду вибухової речовини, який охоплює терміни часу на проходження прямих хвиль до вільних поверхонь укосу і покрівлі уступу, відбитих хвиль до нижнього торця заряду, посування обох хвиль повз цей торець, а також, змінення розтягуючих напруг стискаючими. Лише по завершенню обумовленого процесу найдоцільніше підривати нижній заряд вибухової речовини. Наведено результати подрібнення гірських порід в експериментальних і контрольних дільницях вибухових блоків.

Мета роботи - покращання і одночасно здешевлення буровибухових робіт, шляхом першочергового підривання зменшеного (на 30 - 50 %) заряду ВР у другому ряду свердловин, а через розрахований інтервал сповільнення, ближнього повноцінного заряду у першому ряду. Така заміна черговості підривання зарядів відтерміновує у просторі і часі взаємодію першої прямої вибухової хвилі з відображеними від вільних поверхонь укосу й покрівлі уступу, виключає утворення магістральних тріщин від такої взаємодії, продовжує час дії вибухових газів заряду у другому ряду, збільшує ККД вибуху, забезпечує, через двократність вибухових ударів по укосу уступу, покращення якості проробки підошви уступу. Методи дослідження: встановлення швидкості розповсюдження хвиль у досліджуваних породах, їх міцності, параметрів БВР і інтервалів сповільнення між сумісними зарядами у парі рядів, а також парами рядів. Наукова новизна: полягає в обгрунтованості розведення у просторі й часі взаємодії першої прямої вибухової хвилі з відображеними від вільних поверхонь укосу і покрівлі уступу, для уникнення утворення магістральних тріщин у ньому, продовження проростання радіальних тріщин навколо заряду у другому ряду, збільшення ККД вибуху. Полягає у покращені якості проробки збільшених ЛОПП, за рахунок двократності хвильових вибухових ударів по укосу, зменшені питомої витрати ВР. Запропоновано технологію виконання буровибухових робіт, яка передбачає початкове підривання зменшеного (на 30 - 50 %) заряду у другому ряду вибухового блоку, а через розрахований інтервал сповільнення, ближнього із повноцінною масою, у першому ряду. Надалі, аналогічно, через сповільнення, підривають наступну пару зарядів у цих рядах і так продовжують, доки не скінчаться заряди у перших двох рядах. По мірі їх відпрацювання, накопичується сповільнення, і по досягненні його значень 120 - 180 мс, слід розпочинати підривання у наступній парі рядів: четвертому і третьому, аналогічним чином, як у другому й першому. Всі заряди у парних рядах матимуть зменшену масу, а у непарних повноцінну. За цією ознакою технологія одержала назву диференційованого насичення масиву гірських порід вибуховими енергіями. Кількість пар рядів, спрацьовуючих аналогічно, визначається технологічними умовами виробництва. Паралельно одержуються такі позитивні прояви: зменшення фонтанування пилу, газу через вустя свердловин, зменшення розмірів пилегазової хмари, зменшення загальної кількості отруйних газів у вибуховій хмарі.