The method of measuring the detonation characteristics of emulsion explosives and express determination of the strength properties of rocks

V.L. Yakovlev, S.N. Zharikov, A.S. Regotunov, V.A. Kutuev
Russian Mining Industry №5 / 2024 p.37-44

Abstract: The article presents a method for measuring the detonation characteristics of emulsion explosives and express determination of the strength properties of rocks for the complex adaptation of drilling and blasting parameters to the changing mining and geological conditions of the development of complex-structured mineral deposits by an open method. The developed technique allows: to set the parameters of the recorded signals during the spherical drilling of wells, characterizing violations in the places of contact of rocks with various physical and mechanical properties; to determine, within the framework of pilot tests, the patterns of detonation development in sleeve and borehole explosive charges of different diameters, as well as when using intermediate detonators with different weights; to establish the locations of the rational location of intermediate detonators during the counter initiation of borehole explosive charges. Data on the process of spherical drilling of wells at a local excavation unit is obtained using an experimental device installed on a drilling rig, developed by specialists of IM UB RAS. Measurements of the detonation rate in industrial conditions at a special landfill or in a quarry are carried out with equipment of domestic and foreign production. Based on the measured data, regression equations are established by construction. The obtained equations make it possible to determine the value of the detonation rate of the charge of an emulsion explosive at a known charging density, which makes it possible, by adjusting the density when mixing explosive components, to provide the necessary detonation pressure for the qualitative destruction of a specific rock mass.

Keywords: destruction of rocks, determination of the strength properties of rocks, the detonation rate of explosives, measurement methods, detonation characteristics of explosives, adaptation of drilling and blasting parameters, measuring equipment, digital models

References

1. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е., Мельников Н.Н. Открытые горные работы: Справочник. М.: Горное бюро; 1994. 590 с.

2. Ишейский В.А., Рядинский Д.Э., Магомедов Г.С. Повышение качества дробления горных пород взрывом за счет учета структурных особенностей взрываемого массива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(9-1):79-95. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_91_0_79

3. Bakhtavar E., Abdollahisharif J., Mohammadi D. Analysis and improvement of blasting operation in porphyry, diorite dyke, and trachyte Sungun zones: In-situ investigations. International Journal of Mining and Geo-Engineering. 2022;56(1):1924. https://doi.org/10.22059/IJMGE.2021.272288.594772.

4. Rahimdel M.J., Aryafar A., Tavakkoli E. Selection of the most proper drilling and blasting pattern by using MADM methods (A case study: Sangan Iron Ore Mine, Iran). The Mining-Geology-Petroleum Engineering Bulletin. 2020;35(3):97-108. https://doi.org/10.17794/rgn.2020.3.10.

5. Танайно А.С. Сопоставление шкал классификаций горных пород по буримости. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2006;3(54):34-38.

6. Карпов В.Н., Тимонин В.В. О важности заблаговременной коррекции параметров главных рабочих органов ударно-вращательного бурения к условиям породного массива месторождений полезных ископаемых. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2017;4(1):15-22.

7. Андреев С.Г. и др. Физика взрыва. М.: Физматлит; 2002. Т.1. 823 с.; Т.2. 644 с.

8. Горбонос М.Г. Методические указания по практическим занятиям и выполнению самостоятельных работ по дисциплине «Технология и безопасность взрывных работ». Петрозаводск: Петрозаводский государственный университет; 2011. 51 с.

9. Кривченко А.Л., Кривченко Д.А., Чуркин О.Ю. О принципах расчета параметров детонации в конденсированных и газовых системах. Наука и современность. 2010;(1-2):166-171.

10. Дремин А.Н., Савров С.Д., Трофимов В.С., Шведов К.К. Детонационные волны в конденсированных средах. М.: Наука; 1970. 164 с.

11. Кривченко А.Л. Метод расчета параметров детонации конденсированных взрывчатых веществ. Физика горения и взрыва. 1984;(3):83-86.

12. Юхансон К., Персон П. Детонация взрывчатых веществ. М.: Мир; 1973. 352 с.

13. Вопросы теории взрывчатых веществ: сб. статей. Москва; Ленинград: Изд-во Академия наук СССР; 1947. 188 с.

14. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом: учебник для вузов. М.: Изд-во МГИ; 1992. 516 с.

15. Меньшиков П.В., Кутуев В.А., Жариков С.Н. Анализ результатов исследований методик расчета скорости детонации взрывчатых веществ. Проблемы недропользования. 2022;3(34):91-103. https://doi.org/10.25635/2313-1586.2022.03.091.

16. Методика обеспечения качества заряда наливного эмульсионного взрывчатого вещества в обводненных скважинах / Ал.А. Галимьянов, О.И. Черских, А.В. Рассказова и др. Уголь. 2024;(1):100-108. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2024-1-100-108.

17. Меньшиков П.В., Жариков С.Н., Кутуев В.А. Определение ширины зоны химической реакции промышленного эмульсионного взрывчатого вещества порэмит 1А на основе принципа неопределенности в квантовой механике. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021;(5-2):121-134. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_52_0_121.

18. Кутуев В.А., Флягин А.С., Жариков С.Н. Исследование детонационных характеристик ПЭВВ НПГМ с различными исходными компонентами эмульсии при инициировании зарядов разными промежуточными детонаторами. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2021;(3):175-187. https://doi.org/10.46689/2218-5194-2021-3-1-169-181.

19. Маслов И.Ю., Пупков В.В., Кампель Ф.П. и др. Метод непрерывного измерения скорости детонации зарядов промышленных ВВ. Взрывное дело. 2006;(96/53):101-113.

20. Иляхин С.В., Маслов И.Ю., Брагин П.А. Элементарная теория измерительного кабеля при резистивном методе измерения скорости детонации взрывчатых веществ. Известия Уральского государственного горного университета. 2019;4(56):104-108.

21. Маслов И.Ю., Пупков В.В., Кампель Ф.П. и др. Определение фактической скорости детонации и работоспособности новых эмульсионных ВВ с целью выбора рациональной плотности заряжания при взрывоподготовке железных руд. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003;(5):56-60.

22. Feng X.J., Zhao J., Tian X. Experimental Study of the Deflagration to Detonation Transition for Four Kinds of Typical Explosives. Huozhayao Xuebao. Chinese Journal of Explosives and Propellants. 2018;(41):72-76. https://doi.org/10.14077/j.issn.1007-7812.2018.01.014 .

23. Pooley J., Price E., Ferguson J., Ibsen M. Detonation Velocity Measurements Using Rare-Earth Doped Fibres. Sensors. 2019;(19):1697. https://doi.org/10.3390/s19071697 .

24. Мишнев В.И., Плотников А.Ю., Галимьянов Ал.А., Казарина Е.Н., Галимьянов Ан.А., Гевало К.В. Влияние эмульсионных взрывчатых веществ на скорость детонации скважинного заряда. Горная промышленность. 2022;(6):6973. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2022-6-69-73.

25. Измеритель микросекундных интервалов времени ИВИ-4. Руководство по эксплуатации. Россия, Новосибирск: ООО КТБ «Интервал»; 2021. 13 с.

26. DataTrap II DATA/VOD Recorder. Operator Manual. Canada: MREL Group of Companies Limited. Edition 3.0; 2013. P. 102.

27. SHOTTRACK VOD-305. URL: https://www.shottrack.com.au/wp-content/uploads/2020/10/2020_VoD305_Info.pdf (дата обращения: 24.06.2024).