Анотація до роботи:

Бетін В.Д. Підвищення ефективності відбійки порід в кар’єрах свердловинними зарядами з боковою порожниною та лінійним ініціюванням. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.03 – відкрита розробка родовищ корисних копалин. – Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2004.

Дисертація присвячена питанням підвищення ефективності відбійки порід у кар’єрах свердловинними зарядами керованої дії з боковою порожниною та лінійним ініціюванням. Доведено, що рівномірність енергонасичення масиву по висоті уступу при різних міцностних характеристиках порід та їх руйнуємості вибухом, забезпечується відповідною довжиною порожнистих циліндрів у заряді та величиною їх діаметрів. Вперше встановлена залежність затримки розширення продуктів детонації від товщини оболонки заряду. Визначена залежність радіальної спрямованості дії вибуху розробленого заряду від співвідношень діаметрів порожнини і свердловини та критичного діаметру застосованої ВР. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено, що заряди направленої дії із зниженою та змінною лінійною масою вибухових речовин забезпечують зниження питомих витрат ВР при зберіганні заданої якості роздрібнювання гірської маси вибухом. Розроблені та упроваджені у виробництво обладнання для промислового виготовлення порожнистих циліндрів та технологія відбійки неоднорідних масивів порід в кар’єрах з використанням зарядів з боковою порожниною та лінійним ініціюванням.

Дисертація є закінченою науково-дослідницькою роботою, у якій на основі теоретичних та експериментальних досліджень дано нове рішення актуальної для гірничодобувної галузі промисловості науково-технічної задачі, що полягає у встановленні закономірностей руйнування масиву однорідних та шарових порід зарядами направленої дії з перемінною по висоті колонки масою ВР та розробці на цій основі ефективних способів відбивання однорідних та шарових масивів порід.

Основні наукові та практичні результати роботи:

1. Вперше експериментально встановлено, що при вибухах зарядів ВР (діаметром 135250 мм) наявність поліетиленової або картонної оболонки товщиною більш ніж 3,5 мм затримує процес розширювання продуктів детонації на десятки мікросекунд. З використанням цієї особливості розвитку вибуху одержано нове технічне рішення задачі диференційованого розподілу енергії вибуху в масиві гірських порід та розроблені дві нові конструкції свердловинних зарядів із боковою порожниною (в оболонці) і лінійним ініціюванням.

2. Встановлена залежність параметрів свердловинного заряду з боковими порожнистими циліндрами і лінійним ініціюванням від питомих витрат ВР та міцностних характеристик гірських порід; при цьому експериментально встановлено, що розроблені конструкції зарядів мають на 615 % більшу роботоздатність, ніж заряди з суцільною колонкою ВР.

3. Визначена залежність радіальної спрямованості дії вибуху розробленого заряду від співвідношень діаметрів порожнини і свердловини та критичного діаметру ВР; кут між напрямком максимальної дії вибуху та лінією, що з’єднує вісі свердловини і порожнистого циліндру, може складати 15110.

4. Встановлено, що галузь застосування зарядів з боковою порожниною і лінійним ініціюванням – це сухі та частково обводнені свердловини в монолітних і шаруватих породах середньої міцності (f 1214) різних ступенів тріщинуватості.

5. Доведено, що при проходці траншей та котлованів, застосування зарядів з боковою порожниною дозволяє на 517 % знизити питомі витрати ВР (по зрівнянню із суцільною колонкою). При збереженні тієї ж маси, колонка ВР зарядів із боковою порожниною подовжується на 2540 %, що забезпечує інтенсивне руйнування шаруватих порід різної міцності по усій товщі масиву та в 22,5 рази знижує вихід негабариту.

6. Застосування зарядів із боковою порожниною мінімізує дію вибуху за межі ділянки, що руйнується. Це дозволяє провадити інтенсивне розпушування порід біля діючих об’єктів. При вибухових роботах під час проходки більш ніж 12 тис. м траншей у безпосередній близькості (540 м) від водогонів, газопроводів та житлових будинків, які-небудь порушення об’єктів не відзначались.

7. Встановлено, що в кар’єрах використання зарядів з боковою порожниною і лінійним ініціюванням дозволяє на 714 % знизити витрати вибухових речовин. При цьому подовжена колонка ВР та радіальна спрямованість дії вибуху у верхній частині розроблених зарядів дозволяють у породах середньої міцності різних ступенів тріщинуватості на 49 % збільшувати вихід фракцій –400 мм та на 0,42 % знижувати вихід негабариту. Формування зарядів з боковою порожниною в свердловинах останнього ряду дозволяє зменшити порушеність позаконтурного масиву. Таким чином підвищується стійкість укосів уступів і зменшується можливий вихід негабариту при подальших вибухах.

8. Упровадження розроблених конструкцій свердловинних зарядів дозволило на 7,74 % знизити витрати ВР на кар’єрі № 1 ЦГЗКу. При цьому було заощаджено більш ніж 85000 кг вибухових речовин. Показники подрібнення порід відповідали досягнутому рівню. Витрати на виготовлення та доставку порожнистих циліндрів складали 1216 % від вартості заощаджених ВР. Одержано економічний ефект в розмірі 114,7 тис. грн.

Публікації автора:

1. Юров В.Л., Клочков В.Ф., Ярохно М.С., Кохановский В.В., Бетин В.Д. Буровзрывной способ рыхления скальных грунтов // Промышленное строительство и инженерные сооружения. – Киев. – 1985, №3. – С. 30-31.

2. Клочков В.Ф., Бетин В.Д., Ярохно М.С. Рыхление пород вблизи действующих гидротехнических сооружений скважинными зарядами с пониженной концентрацией ВВ // Совершенствование буровзрывных работ на горнодобывающих предприятиях КМА. – Губкин: НИИКМА, 1985. – С. 97-98.

3. Бетин В.Д., Клочков В.Ф., Ярохно М.С., Ященко С.С., Еременко Г.И. Комбинированный скважинный заряд. А.с. 1210543, F42D 3/04. – 1985.

4 Клочков В.Ф., Бетин В.Д., Пасиченко Ю.К., Усов О.Я. Скважинный заряд. А.с. 1235296, F42D, 1/00. – 1986.

5. Юров В.Л., Клочков В.Ф., Бетин В.Д., Ярохно М.С. Рыхление пород вблизи защишаемых сооружений // Промышленное строительство и инженерные сооружения. – Киев. – 1987, №4. – С.30-31.

6. Клочков В.Ф., Бетин В.Д. Механизм образования интерференционных областей при взрыве скважинных зарядов // Разработка рудных месторождений: Научно – техн. сб. – Кривой Рог: Изд-во КТУ. – 2001. – Вып. 75. – С. 48-52.

7. Клочков В.Ф., Андреев Б.Н., Бетин В.Д. Прогнозирование качества взрывного дробления пород на основе дискретизации энергетического поля взрыва // Разработка рудных месторождений: Научно – техн. сб. – Кривой Рог: Изд-во КТУ.– 2002. – Вып. 78. – С. 33-38.

8. Бетин В.Д. Снижение нарушенности законтурного массива при применении зарядов направленного действия // Разработка рудных месторождений: Научно – техн. сб. – Кривой Рог: Изд-во КТУ. – 2003. – Вып. 82. – С. 182-186.

9. Бетин В.Д. Развитие детонации в скважинных зарядах с полыми цилиндрами // Разработка рудных месторождений: Научно– техн. сб. – Кривой Рог: Изд-во КТУ. – 2003. – Вып. 83. – С. 68-74.

10. Клочков В.Ф., Бетин В.Д. Регулирование отбойки горных пород комбинированными зарядами с боковой полостью // Разработка рудных месторождений: Научно – техн. сб. – Кривой Рог: Изд-во КТУ. – 2004. – Вып. 85. – С. 51-54.

11. Клочков В.Ф., Бетин В.Д. Повышение эффективности отбойки пород в карьерах скважинными зарядами с боковой полостью и линейным инициированием // Гірничо-видобувна промисловість України і Польщі: Актуальні проблеми і перспективи. – Матеріали Українсько – Польського форуму гірників 2004. – Дніпропетровський НГУ. – 2004. – С. 507-514.

12. Клочков В.Ф., Бетин В.Д., Ярохно М.С., Машков Н.Ф. Разработка технологии отбойки массива зарядами, формирующими наклонно - вращательный фронт напряжений. – Деп. в УкрНИИНТИ. – № 585, Ук86.

Особистий внесок здобувача в роботах, написаних в співавторстві: [1] – розрахунок свердловинних зарядів; [2] – методика розпушення міцних ґрунтів зарядами із зниженою лінійною масою ВР; [3] – розробка формул розрахунку комбінованих зарядів; [4] – обґрунтування параметрів заряду; [5] – розробка конструкцій зарядів із змінною концентрацією ВР; [6] – аналіз схеми поширення елементарних імпульсів при детонації; [7] – прогнозна оцінка якості подрібнення в межах зони руйнуючої дії вибуху; [10] – проведення експериментів, розробка конструкцій зарядів; [11] – аналітичні та експериментальні дослідження; [12] – розробка конструкцій зарядів та проведення експериментів.