Прогнозирование параметров пылеобразования при взрывании скважинных зарядов взрывчатых веществ на карьерах
В.Н. Тюпин1,2, Ю.Н. Болотова2,3
1 Белгородский государственный национальный исследовательский университет, г. Белгород, Российская Федерация
2 Научный совет Российской академии наук по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация
3 Национальная организация инженеров-взрывников в поддержку профессионального развития, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №2/ 2026 стр. 62-67
Резюме: Экологическая проблема формирования и распространения пылевого облака и его параметров при ведении взрывных работ на открытых разработках в настоящее время остается довольно острой. Цель исследования – на основе механизма действия взрыва в трещиноватом массиве горных пород разработать формулы расчёта параметров пылеобразования при взрывании на карьерах в зависимости от детонационных характеристик взрывчатых веществ, физико-механических свойств пород и параметров трещиноватости массива. Обоснована формула для определения радиуса зоны мелкодисперсного дробления пород при взрыве цилиндрического заряда взрывчатых веществ в зависимости от размера частиц пыли и физико-технических параметров массива. Проведены численные расчёты удельного объема и удельной массы пыли, образуемых при взрывании скважины диаметром 0,25 м граммонитом М-21 на одном из железорудных карьеров Курской магнитной аномалии. Удельный объем пыли равен (2,29–3,47)·10-3 м3 на 1 м заряда взрывчатых веществ. Удельная масса пыли: 0,18–0,25 кг на 1 кг взрывчатых веществ, что соответствует исследованиям на карьерах ОАО «Ингулецкий ГОК». Снижать количество пыли можно, применяя скважинные заряды уменьшенного диаметра и взрывчатых веществ с низкой скоростью детонации и плотностью заряжания. Данные исследования позволяют определять дисперсный состав пыли с размером частиц от 1,0 мкм до 500 мкм.
Ключевые слова: взрывные работы, скважинный заряд, пыль, дисперсный состав пыли, объем пыли, масса пыли, пылеобразование
Для цитирования: Тюпин В.Н., Болотова Ю.Н. Прогнозирование параметров пылеобразования при взрывании скважинных зарядов взрывчатых веществ на карьерах. Горная промышленность. 2026;(1):62–67. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2026-1-62-67
Информация о статье
Поступила в редакцию: 29.11.2025
Поступила после рецензирования: 26.01.2026
Принята к публикации: 27.01.2026
Информация об авторах
Тюпин Владимир Николаевич – доктор технических наук, профессор, Белгородский государственный национальный исследовательский университет, г. Белгород, Российская Федерация; член Научного совета Российской академии наук по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-3709-0957; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Болотова Юлия Николаевна – кандидат технических наук, исполнительный директор, Национальная организация инженеров-взрывников в поддержку профессионального развития, ученый секретарь Научного совета Российской академии наук по проблемам народнохозяйственного использования взрывов, г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Чантурия В.А., Трубецкой К.Н., Викторов С.Д., Бунин И.Ж. Наночастицы в процессах разрушения и вскрытия геоматериалов. М.: ИПКОН РАН; 2005. 216 с.
2. Захаров В.Н., Галченко Ю.П., Федотенко В.С., Якушева Е.Д. О физической модели процесса пылеобразования при детонации скважинных зарядов на карьерах Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(S22):3–16. Zakharov V.N., Galchenko Y.P., Fedotenko V.S., Yakusheva E.D. The physical model of the dust formation process during detonation of borehole charges in quarries. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(S22):3–16. (In Russ.)
3. Ганопольский М.И., Кантор В.Х., Пупков В.В. Вредные эффекты промышленных взрывов. Разлет кусков при взрывах, укрытие мест взрывов, пылегазовое облако. М.: Спутник+; 2022. 270 с.
4. Ганопольский М.И., Барон В.Л., Белин В.А., Пупков В.В., Сивенков В.И. Методы ведения взрывных работ. Специальные взрывные работы. М.: Изд-во Московского государственного горного университета; 2007. 563 с.
5. Тихонова О.В. Обоснование параметров буровзрывных работ для снижения пылегазообразования при массовых взрывах на карьерах строительных материалов [автореф. дис. ... канд. техн. наук]. СПб.: 2006. 20 с.
6. Тыщук В.Ю. Проблемы экологии при ведении открытых горных работ. В кн.: Проблемы экологии – 97: материалы науч.-практ. конф., г. Санкт-Петербург, 12–14 ноября 1997 г. СПб.: НИЦЭБ РАН, БГТУ; 1997. С. 458–460.
7. Колесник В.Е., Юрченко А.А., Литвиненко А.А., Павличенко А.В. Способы и средства повышения экологической безопасности массовых взрывов в железорудных карьерах по пылевому фактору. Днепропетровск: Литограф; 2014. 112 с.
8. Sweeney M.R. Formation of dust grains and dust emission processes. In: Elias S. (ed.) Encyclopedia of Quaternary Science (Third Edition). Elsevier; 2025. Vol. 3, pp. 445−457. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99931-1.00154-9
9. Qiu P., Yue Z., Ju Y., Zhao J. Characterizing dynamic crack-tip stress distribution and evolution under blast gases and reflected stress waves by caustics method. Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 2020;(108):102632. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2020.102632
10. Seccatore J.E., Cardu M., Marin T. Influence of blasting charge distribution on the energy required for communition of rock. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2024;124(7):407−414. https://doi.org/10.17159/2411-9717/2820/2024
11. Wei X., Wang X., Cao M., Zhang Y., Shi J., Zhang Y., Zhang Y. Study on rock fracture mechanism based on the combustion and explosion characteristics of high-energy expansive agent. Engineering Fracture Mechanics. 2023:289:109428. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2023.109428
12. Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Недра; 1984. 359 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/dW9RMoz4WvzWQ (дата обращения: 27.11.2025).
13. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во Моск. горн. ин-та; 1992 (1993). 516 с.
14. Мосинец В.Н., Абрамов А.В. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М.: Недра; 1982. 248 с.
15. Адушкин В.В., Спивак А.А. Подземные взрывы. М.: Наука; 2007. 578 с.
16. Ханукаев А.Н. Физические процессы при отбойке горных пород взрывом. М.: Недра; 1974. 222 с. Режим доступа: https://www.geokniga.org/books/35898 (дата обращения: 27.11.2025).
17. Тюпин В.Н. Действие взрыва в трещиноватых массивах горных пород. Белгород: НИУ БелГУ; 2025. 195 с.
18. Тюпин В.Н. Определение результатов дробления трещиноватого массива взрывом заряда ВВ. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 1981;(4):56–59. Tyupin V.N. Assessment of the results of fractured rock mass fragmentation by an explosive charge. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Gornyi Zhurnal. 1981;(4):56–59. (In Russ.)
19. Тюпин В.Н. Прогнозирование параметров гранулометрического состава горной массы после взрывания трещиноватых массивов на карьерах. Взрывное дело. 2025;(147-104):23–43. Tyupin V.N. Prediction of parameters of granulometric structure of rock mass after blasting of fractured massifs in quarry. Explosion Technology. 2025;(147-104):23–43. (In Russ.)
20. Шляпин А.В. О квазистатической фазе развития технологического взрыва. Взрывное дело. 2023;(139-96):5–15. Shlyapin A.V. About the quasi-static phase of technological explosion development. Explosion Technology. 2023;(139-96):5–15. (In Russ.)
21. Пархоменко Э.И. (ред.) Физико-механические свойства горных пород и минералов при высоких давлениях и температурах. М.: Наука; 1974. 222 с.
22. Кузнецов Н.Н., Пак А.К. Исследование физико-механических свойств ийолит-уртита в условиях одноосного и трехосного сжатия. Горная промышленность. 2024;(2):127–133. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-127-133 Kuznetcov N.N., Pak A.K. Investigation of physical and mechanical properties of ijolite-urtite under uniaxial and triaxial compression. Russian Mining Industry. 2024;(2):127–133. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-127-133
23. Кузнецов Н.Н. Исследование прочностных свойств и удельной энергии деформирования горных пород в условиях трехосного сжатия. Горная промышленность. 2025;(2):140–145. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-140-145 Kuznetcov N.N. Investigation of strength properties and specific strain energy of rocks under triaxial compression. Russian Mining Industry. 2025;(2):140–145. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-140-145
24. Болотова Ю.Н. Разработка сейсмобезопасных методов взрывания горных пород в приконтурной зоне железорудных карьеров [дис. ... канд. техн. наук]. Белгород; 2023. 146 с.
25. Мельников Н.В., Ржевский В.В., Протодъяконов М.М. (ред.) Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. М.: Недра; 1975. 279 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/e8uAPaiSgp40l (дата обращения: 27.11.2025).
