Инженерная методика оперативной оценки сейсмовзрывного воздействия на законтурный массив в карьере

С.А. Козырев, Е.А. Власова, Е.А. Усачев
Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.66-73

Резюме: С целью определения сейсмического воздействия массовых взрывов на непосредственно прилегающий к инициируемому блоку массив горных пород были проведены замеры скорости смещения грунта в ближней зоне действия взрыва на различных участках карьера «Железный» АО «Ковдорский ГОК». По степени реакции массива на динамические воздействия произведено районирование карьера по глубине. Выделены три области сейсмичности, для которых получены эмпирические зависимости изменения скорости смещения от приведенного расстояния и соответствующие коэффициенты сейсмичности и затухания. По ним рассчитаны размеры зоны наведенной трещиноватости относительно допустимой скорости смещения. Средний размер отдельности пород увеличивается с глубиной карьера: сначала резко (от 0,22 до 1,19 м) в интервале 0–150 м от дневной поверхности, затем постепенно (от 1,19 до 1,4 м) до глубины 450 м, а глубже стабилизируется на уровне 1,4–1,5 м, что и дает различие в размерах зон наведенной трещиноватости. Разработана инженерная методика оперативной оценки сейсмовзрывного воздействия на законтурный массив при производстве взрывных работ в карьере для расчета ширины зон заколов, трещинообразования в тыльную часть массива и зон проявления наведенной трещиноватости. Расчет на стадии проектирования позволяет подобрать параметры взрывания, обеспечивающие минимизацию сейсмического воздействия на законтурный массив. Для оперативного расчета положения границ разрушения в тыльную часть массива при взрыве скважин разработана компьютерная программа. Полученные расчетные значения хорошо согласуются с ранее полученными данными моделирования и практики.

Ключевые слова: карьер, взрывчатые вещества, скважинные заряды, массовый взрыв, сейсмическое действие взрывов, устойчивость уступов

Для цитирования: Козырев С.А., Власова Е.А., Усачев Е.А. Инженерная методика оперативной оценки сейсмовзрывного воздействия на законтурный массив в карьере. Горная промышленность. 2024;(5):66–73. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5-66-73

Информация о статье

Поступила в редакцию: 17.07.2024

Поступила после рецензирования: 27.08.2024

Принята к публикации: 16.09.2024

Информация об авторах

Козырев Сергей Александрович – доктор технических наук, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Власова Елена Анатольевна – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Усачев Евгений Андреевич – ведущий технолог, Горный институт Кольского научного центра Российской академии наук, г. Апатиты, Российская Федерация; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Шемякин Е.И. Сейсмовзрывные волны в процессе горного производства. М.: ННЦ ГП – ИГД им. А. А. Скочинского; 2004. 75 с.

2. Адушкин В.В., Спивак А.А. Геомеханика крупномасштабных взрывов. М.: Недра; 1993. 319 с.

3. Боровиков В.А., Ванягин И.Ф. Моделирование действия взрыва при разрушении горных пород. М.: Недра; 1990. 231 с.

4. Крюков Г.М. Феноменологическая квазистатическо-волновая теория деформирования и разрушения материалов взрывом зарядов промышленных ВВ. М.: Изд-во Моск. гос. гор. ун-та, 2003. 65 с.

5. Шер Е.Н., Черников А.Г. Расчет параметров радиальной системы трещин, образующейся при взрыве удлиненного заряда в хрупких горных породах. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2015;2(2):299–303. Sher E.N., Chernikov A.G. Calculating parameters of radial crack system induced by elongated charge blasting in brittle rocks. Fundamentalnye i Prikladnye Voprosy Gornykh Nauk. 2015;2(2):299–303. (In Russ.)

6. Менжулин М.Г., Федосеев А.В. Определение размеров зон взрывного разрушения для трещиноватых горных пород с различными заполнителями трещин на примере Михайловского ГОКа. Записки Горного института. 2012;195:120– 123. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/6116 (дата обращения: 14.04.2024). Menchzhulin M.G., Fedoseev A.V. Amount of explosive destruction zones for cracked rocks with different crack filler for example Mikhailovsky GOK. Journal of Mining Institute. 2012;195:120–123. (In Russ.) Available at: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/6116 (accessed: 14.04.2024).

7. Казаков Н.Н. Взрывная отбойка руд скважинными зарядами. М.: Недра; 1975. 192 с.

8. Боровиков В.А., Ванягин И.Ф. К расчету параметров волны напряжения при взрыве удлиненного заряда в горных породах. Взрывное дело. 1976;(76/33):74–85. Borovikov V.A., Vanyagin I.F. К расчету параметров волны напряжения при взрыве удлиненного заряда в горных породах. Explosion Technology. 1976;(76/33):74–85. (In Russ.)

9. Бернард Т. Новая модель для реалистичного моделирования взрыва в 3D. Глобус. Геология и бизнес. 2019;(4):112–127. Режим доступа: https://www.vnedra.ru/tehnologii/informacionnye-tekhnologii/novaya-model-dlya-realistichnogomodelirovaniyavzryva-v-3d-8604/ (дата обращения: 14.04.2024). Bernard T. A new model for realistic blast simulation in 3D. Globus. Geologiya i Biznes. 2019;(4):112–127. (In Russ.) Available at: https://www.vnedra.ru/tehnologii/informacionnye-tekhnologii/novaya-model-dlya-realistichnogo-modelirovaniya-vzryvav-3d-8604/ (accessed: 14.04.2024).

10. Holmberg R., Persson P.-A. The Swedish approach to contour blasting – proceedings of the 4th conference on explosives and blasting technique. In: Konya, C.J. (ed.), Society of Explosives Engineers, New Orleans, Lousiana, February 10–15, 1978, pp. 113–127.

11. Tannant D.D., Peterson J. Evolution of blasting practices at the EkatiTM diamond mine. In: 17th International Mining Congress and Exhibition of Turkey. 2001, pp. 297–304. Available at: https://api.maden.org.tr/uploads/portal/resimler/ekler/9eca5979ccbb752_ek.pdf (accessed: 14.04.2024)

12. Шуйфер М.И., Азаркович А.Е. Расчет размеров зоны трещинообразования при взрыве скважинных зарядов в скальном массиве. Взрывное дело. 1980;(82/39):191–209. Shuifer M.I., Azarkovich A.E. Calculation of the fracture zone sizes due to blasting of borehole charges in the rock mass. Explosion Technology. 1980;(82/39):191–209. (In Russ.)

13. Ляховицкий Ф.М. О соотношении упругих и прочностных свойств горных пород. В кн.: Геофизические исследования. М.: Изд-во МГУ, 1964. Вып. 1. С. 294–305.

14. Козырев С.А., Камянский В.Н., Аленичев И.А. Оценка взаимодействия скважинных зарядов при различных интервалах замедлений между ними. Взрывное дело. 2017;(117-74):60–75. Kozyrev S.A., Kamyansky V.N., Alenichev I.A. Estimation of interaction borehole charges at different delay time between them. Explosion Technology. 2017;(117-74):60–75. (In Russ.)

15. Козырев С.А., Камянский В.Н. Оценка влияния сейсмовзрывных нагрузок в ближней зоне взрыва. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(S23):316–324. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-10-23-316-324 Kozyrev S.A., Kamyansky V.N. Estimation of the effect of seismic loads at the near zone of explosion. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2017;(S23):316–324. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-10-23-316-324

16. Игнатенко И.М., Яницкий Е.Б., Дунаев В.А., Кабелко С.Г. Трещиноватость породного массива в карьере рудника «Железный» АО «Ковдорский ГОК». Горный журнал. 2019;(10):11–15. https://doi.org/10.17580/gzh.2019.10.01 Ignatenko I.M., Yanitsky E.B., Dunaev V.A., Kabelko S.G. Jointing of rock mass in open pit at the Zhelezny mine of the Kovdor Mining and Processing Plant. Gornyi Zhurnal. 2019;(10):11–15. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2019.10.01