CC BY
18
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2021;(4):124-133 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER
УДК 622.2:614.83(075.8) DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_124
ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ СЕЙСМОВЗРЫВНЫХ ВОЛН НА ОХРАНЯЕМЫЕ ОБЪЕКТЫ ПРИ МАССОВЫХ ВЗРЫВАХ НА КАРЬЕРАХ
В.Н. Тюпин
Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Белгород, Россия, e-mail: [email protected]
Аннотация: Анализ фактической длительности сейсмического импульса при массовых взрывах (2.10 с), по сравнению с расчетной (1.16 с), указывает на необходимость рассмотрения процесса формирования и распространения сейсмовзрывных волн. Поскольку время действия силовых нагрузок влияет на интенсивность разрушения горных или строительных объектов, целью настоящей статьи является определение длительности сейсмического импульса на основе механизма формирования сейсмовзрывных волн при массовых взрывах. Предложен механизм действия короткозамедленного взрывания групп зарядов ВВ в трещиноватом горном массиве, где предполагается, что сейсмовзрывные волны образуются за счет высокоскоростного соударения отдельностей в очаге горного массива. Сейсмический очаг наибольшего размера образуется у последней группы зарядов ВВ, что и создает существенное увеличение длительности сейсмического сигнала. Получены расчетные формулы для определения времени действия сейсмовзрывных волн на охраняемый объект. Численные расчеты по формуле для определения длительности сейсмического импульса и сравнение их с фактическими данными говорят о правомерности формулы. Исследования для определения длительности сейсмического импульса позволят определять геометрические параметры сейсмического очага, создаваемого массовым взрывом, а также использовать их для разработки правил ведения взрывных работ с целью минимизации сейсмического воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты.
Ключевые слова: длительность сейсмического импульса, механизм действия коротко-замедленного взрывания, трещиноватый массив, высокоскоростное соударение отдель-ностей, сейсмический очаг, расчетные формулы.
Для цитирования: Тюпин В.Н. Длительность воздействия сейсмовзрывных волн на охраняемые объекты при массовых взрывах на карьерах // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2021. - № 4. - С. 124-133. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_124.
Action time of explosion-produced seismic waves on guarded objects during large-scale blasting at open pit mines
V.N. Tyupin
Belgorod State National Research University, Belgorod, Russia, e-mail: [email protected]
Abstract: The analysis of actual duration of a seismic impulse in large-scale blasting (2.10 s) as against the estimated duration (1.16 s) necessitates investigation of explosion-generated
© В.Н. Тюпин. 2021.
seismic wave formation and propagation. The action time of power loads governs the rate of damage of mining and construction objects. In this respect, this study aims to determine duration of seismic impulse based on the mechanism of seismic wave generation in large-scale blasting. The proposed mechanism of action of short-delayed blasthole groups in jointed rock mass assumes that seismic waves are generated during explosions owing to high-velocity collision of separate particles in the blast source area. The largest seismic source area is formed at the last blasthole group, which induces an essential increase in the seismic impulse duration. The formulas for calculating action times of explosion-generated seismic waves on guarded objects are obtained. The numerical calculation from the formula of seismic impulse duration and the comparison of the calculated and actual data prove validity of the formula. The seismic impulse duration studies make it possible to determine geometry of a seismic source area of a large-scale blast. The results can be used to develop blasting regulations toward minimization of seismic load generated by large-scale blasts on guarded objects.
Key words: seismic impulse duration, short-delay blasting mechanism, jointed rock mass, highvelocity collision of particles, calculation formulas.
For citation: Tyupin V. N. Action time of explosion-produced seismic waves on guarded objects during large-scale blasting at open pit mines. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021;(4):124-133. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_4_0_124.
Введение
Исследованию сейсмического действия взрыва на горные и строительные объекты при открытой и подземной геотехнологиях посвящено большое количество теоретических и экспериментальных исследований российских и зарубежных ученых [1 — 12].
Самым распространенным параметром, который фиксируется экспериментально и определяется теоретически, является скорость колебаний (смещений) в массиве в районе охраняемого объекта. Однако известно, что длительность воздействия различных силовых нагрузок на горные или строительные объекты существенно влияет на их предельные прочностные характеристики, а также степень деформирования и разрушения [13, 14]. Это характерно и при действии сейсмовзрывных волн [9 — 12]. Воздействию сейсмовзрывных волн при ведении взрывных работ на карьерах подвергаются открытые поверхности рабочих и нерабочих уступов, бортов карьеров, промышленные и жилые зда-
ния и сооружения, находящиеся вблизи карьеров, на поверхности и в глубине массива. В [3] расчетную длительность сейсмического импульса при массовых взрывах определяют как произведение числа ступеней замедления на интервал замедления. Сопоставление расчетных данных в [3] с приведенными там же сейсмограммами указывает на то, что фактическая длительность импульса по сейсмограммам превышает расчетную в среднем в 1,8 раза (см. таблицу).
Анализ сейсмограмм показывает, что вслед за цугом сейсмовзрывных волн, создаваемых последовательно взрываемыми группами зарядов ВВ (обладают наибольшей амплитудой), появляется цуг волн с меньшей амплитудой. Характерная сейсмограмма приведена на рис. 1.
Поскольку общая фактическая длительность сейсмического импульса влияет на процесс деформирования и степень разрушения объектов [10 — 14], то необходимо прогнозировать данный параметр. Кроме строительных объектов, находящихся вблизи карьеров, большое
Сопоставление расчетной и фактической длительности сейсмического импульса по данным [3] на карьере «Восточный» ЗАО «Полюс» Comparison of theoretical and actual durations of seismic impulses by data from Vostochny Open Pit Mine, POLYUS [3]
№ п/п Дата взрыва Средний коэффициент крепости, f Масса ВВ, кг Расстояние до сейсмо-датчиков, м Число ступеней замедления, N Интервал замедления, т, с Длительность сейсмического импульса, с
Число скважин в группе, n расчетная, T к фактическая, T
1 02.09.03 10,5 23 765 150-200 32 2-4 50 1,6 2,1
2 03.09.03 14 22 432 600 12 3-11 60 0,72 1,5
3 05.09.03 11,5 12 044 925 15 4-5 50 0,75 2,5
4 05.09.03 5 17 550 285 35 1-3 50 1,75 2,0
5 06.09.03 9 19 824 850 21 2-5 50 1,05 2,5
6 06.09.03 9 27 390 410 27 2-6 50 1,35 2,7
7 07.09.03 14 18 048 400 13 3-9 60 0,78 2,0
8 09.09.03 11,5 17 202 3200 18 3-5 60 1,08 2,5-3,5
9 10.09.03 11 21 814 300 10 2-5 67 0,73 1,5
10 10.09.03 9 12 707 400 11 2-7 50 0,55 1,0
11 11.09.03 9 39 548 3500 31 4-6 50 1,55 2,5
12 13.09.03 11,5 21 528 250 11 2 60 1,0 1,7
13 13.09.03 9 20 706 500 23 2-7 50 1,15 2,2
14 16.09.03 11 73 414 170 31 2 67 2,2 2,4
15 17.09.03 14 21 560 1000 19 4-8 60 1,14 2,1
16 19.09.03 11 29 400 200 41 2 67 - 1,9
Среднее 10,3 23 722 470 22 2,5-5,4 52,6 1,16 2,10
значение имеет сохранение устойчивости уступов и бортов карьеров в массивах трещиноватых горных пород [15, 16].
Целью настоящей статьи является аналитическое определение длительности сейсмического импульса на основе механизма формирования сейсмовзрыв-
ных волн при массовых взрывах в трещиноватых массивах горных пород. Исследования позволят определять геометрические параметры сейсмического очага, создаваемого массовым взрывом, а также использовать их для разработки правил ведения взрывных работ для ми-
Рис. 1. Типичная сейсмограмма массового взрыва (06.06.03 г. [3]). N = 27; т = 50 мс; расчетная длительность Тк = 1,35 с; фактическая длительность Т = 2,70 с
Fig. 1. Typical seismogram of large-scale blast (June 6,2003 [3]). N = 27; т = 50 ms; theoretical duration Tk = 1.35 s; actual duration Т = 2.70 s
нимизации сейсмического воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты.
Результаты исследований
Механизм формирования сейсмовзрывных волн в трещиноватых горных массивах Для численного определения длительности сейсмического импульса необходимо разработать физический процесс формирования и распространения сейсмовзрывных волн в трещиноватых горных массивах.
М.А. Садовский считает, что горная порода — это сложная блочно-иерар-хическая система, в которой некоторые из составляющих ее блоков в силу ряда причин (землетрясение, взрыв) находятся в состоянии энергообмена с окружающим массивом горных пород. Совокупность этих блоков названа им «сейсмический очаг» [3]. В работе [1] указано на то, что при подземном взрыве формируется котловая полость и зона разрушения, то есть зоны неупругого деформирования горного массива,
которые и являются источником сейсмовзрывных волн.
В работах [17, 18] разработан механизм деформирования и разрушения трещиноватого массива горных пород взрывом, согласно которому волна напряжений дробит отдельности, пронизанные зарядом ВВ, а квазистатическое давление продуктов детонации приводит к радиальному смещению раздробленных и нераздробленных отдельностей. В результате образуются зоны дробления, трещинно-блочных и трещинных деформаций. При этом в [17] высказано предположение, что сейсмическое действие взрыва вызвано высокоскоростным соударением отдельностей в зоне дробления и трещинно-блочных деформаций.
На основе анализа приведенных источников механизм формирования сейсмовзрывных волн в трещиноватом горном массиве можно представить следующим образом.
При взрыве группы зарядов ВВ в результате резкого удара продуктов детонации (ПД) о стенки скважин в от-дельностях, пронизанных зарядами ВВ,
Рис. 2. Схема к расчету длительности сейсмического импульса при массовом взрыве: 1 — 7 — последовательность взрывания групп зарядов ВВ; 8 — зоны преобразования волн напряжений в сейс-мовзрывные упругие волны; 9 — очаг зоны соударения отдельностей (сейсмический очаг) от взрыва последней группы зарядов ВВ; 10 — охраняемый объект
Fig. 2. Pattern of calculation of seismic impulse duration under large-scale blast: 1-7 — sequence of blasting of blasthole groups; 8 — zones of transformation of stress waves to explosion-generated seismic elastic waves; 9—zone of collision of particles (seismic source area) under explosion of blasthole groups; 10 — guarded object
создается волна напряжений, которая дробит пронизанные отдельности и преобразуется в сейсмовзрывную упругую волну. Далее под действием давления ПД раздробленные волной напряжения отдельности движутся в радиальном направлении от зарядов ВВ и соударяются с более удаленными отдельностями. Процесс последовательного соударения отдельностей иначе называется волной деформаций [18]. Во время движения волны деформаций и соударения отдельностей происходит излучение сейс-мовзрывных упругих волн. Скорость распространения волн деформаций составляет в среднем 5 — 100 м/с. Волны деформаций являются затухающими с максимальным распространением от крайних скважин до 150 диаметров заряда ВВ [18].
Длительность сейсмического
импульса
Определим интервалы времени, в течение которых сейсмовзрывные волны воздействуют на охраняемый объект (рис. 2).
После взрыва первой группы зарядов в результате резкого удара ПД о стенки скважин формируются упругие сейсмовзрывные волны, которые достигают охраняемый объект 10. Далее производят короткозамедленное взрывание второй и последующих групп зарядов, что отражается на сейсмограмме отрезком времени Г в виде цуга волн (рис. 1).
При взрыве последней группы зарядов ВВ волна деформаций за время Т достигает дальней границы очага 9. За время Т в очаге 9 происходит соударение отдельностей и излучение сейсмо-взрывных волн. И наконец от дальней границы очага 9 излучается последняя наиболее медленная сейсмовзрывная поверхностная волна Релея, которая достигает охраняемый объект за время Т.
Следовательно, длительность сейсмического импульса при массовом взрыве можно определить по формуле Т = Т + Т + Т, (1)
к д с' 4 '
где Т — длительность короткозамедлен-ного взрывания групп зарядов ВВ; Т — время распространения волны деформаций от последней группы взрываемых
скважин до границы очага 9; Т — время распространения сейсмовзрывной поверхностной волны Релея от границы очага 9 до охраняемого объекта.
Длительность короткозамедленного взрывания групп зарядов ВВ равна
Т= (М- 1) т, (2) где N — число групп зарядов ВВ; х — интервал замедления.
Длительность распространения волн деформаций от взрываемых скважин до дальней границы очага при взрыве последней группы зарядов ВВ можно определить по формуле [18]
Т.
8Я02рФ
0.5
цу
1-у
1п
V ^ У
К1К2КЪК4
(3)
где /?0 — радиус очага; р — объемная масса горного массива; Ф — показатель трещиноватости; О, рв, йъ — скорость детонации, плотность заряжания, диаметр заряда ВВ; ц, — коэффициент трения между отдельностями; V — коэффициент Пуассона; — показатель усиления действия взрыва перпендикулярно одновременно взрываемой группе зарядов ВВ; К2 — показатель усиления действия взрыва перпендикулярно плоскостям рядов скважин за контуром отбойки при их КЗВ; Къ — коэффициент отдачи, указывающий, какая часть энергии передается в окружающий место взрыва массив; К4 — показатель усиления действия взрыва в зависимости от длины заряда ВВ.
К, =1п2,7[л-ц(л-1)];
К2 =1п(1,7А/ + 1)
( * 1\>0,5
Къ =
2п\Л/:
К, = 1л 2,7
-2--1 Л ;
(4)
где п — число зарядов ВВ в одновременно взрываемой группе; а. — расстояние между скважинами в ряду; п.* — число скважин, взаимодействующих при их одновременном взрыве; V*/. — Л НС; г — число открытых поверхностей вблизи взрываемой группы зарядов ВВ; / — длина заряда ВВ в скважине; с1 — размер отдельности во взрываемом массиве.
Время распространения наиболее медленной поверхностной волны Релея от границы очага 9 до охраняемого объекта равно
Те=~. (5)
Сл
где г — расстояние от границы очага 9 до охраняемого объекта; с. — скорость волны Релея в массиве.
Следует отметить, что длительность сейсмического сигнала из очага зависит от радиуса очага Гд ~ /?02. Известно, что при взрывании на карьерах имеется несколько зон действия взрыва: зона раздавливания с расстоянием от зарядов ВВ до 5а(3; зона трещинообразования с расстоянием (5 — 15)а(3; зона заколов — (15 — 50)йъ и зона взрывных остаточных напряжений с расстоянием от крайних зарядов ВВ (50 —150)а(3 [18]. Все эти зоны будут излучать сейсмовзрывные волны, так как в них происходит соударение отдельностей. В зоне раздавливания скорость соударения отдельностей будет максимальной, значит, амплитуда сейсмовзрывных волн тоже будет максимальной. Скорость соударения в зоне взрывных остаточных напряжений будет меньше, поэтому и амплитуда сейсмических колебаний будет меньше. Это характерно для всех сейсмограмм [3]: в хвостовой части сейсмограмм скорость колебаний постепенно снижается, а суммарная длительность существенно превышает расчетную длительность от короткозамедленного взрывания групп зарядов ВВ.
Определим численные значения параметров, входящих в формулу (1). Численные значения в формулах (2) — (4): р = 2,6 ■ 103 кг/м3; Ф = 8; О = 3,6 ■ 103 м/с; р = 0,85 ■ 103 кг/м3; ^ = 0,25 м; ц = 0,45; V = 0,25; К, = 13,97 (л = 4); К2 = 3,65 (Ы = 22); К3 = 0,45; К4 = 1,9; т = 50 ■ 10 — 3 с; ^ = 25 м (принят равным 100о(3); г = 500 м; с = 2,0 ■ 103 м/с.
Численные расчеты дают: Тк = 1,05 с, Тд = 0,97 с, Тс = 0,24 с, тогда Т= 2,26 с.
Сопоставление расчетных данных параметров длительности сейсмического импульса с фактическими, приведенными в таблице, говорит о правомерности формулы (1).
Выводы и направления дальнейших исследований
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
Анализ фактической длительности сейсмовзрывных волн (2,10 с) по сравнению с расчетной (1,16 с) указывает на необходимость рассмотрения процесса формирования и распространения сейсмовзрывных волн.
Предложен механизм действия корот-козамедленного взрывания групп заря-
дов ВВ в трещиноватом горном массиве, где указано на то, что сейсмовзрывные волны образуются за счет высокоскоростного соударения отдельностей в очаге деформируемого горного массива. Сейсмический очаг наибольшего размера образуется у последней группы зарядов ВВ, что и создает существенное увеличение длительности сейсмического сигнала.
Получены расчетные формулы для определения времени воздействия сейсмовзрывных упругих волн при массовом взрыве на охраняемый объект.
Численные расчеты по формуле для определения длительности сейсмического импульса и сравнение их с фактическими данными говорят о правомерности формулы.
Результаты исследований по определению длительности сейсмического импульса позволят определять геометрические параметры сейсмического очага, создаваемого массовым взрывом, кроме того, их можно использовать для разработки правил ведения взрывных работ с целью минимизации сейсмического воздействия массовых взрывов на охраняемые объекты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Адушкин В. В., Спивак А. А. Подземные взрывы. - М.: Наука, 2007. - 579 с.
2. Кутузов Б. Н. Безопасность взрывных работ в горном деле и промышленности. -М.: Изд-во «Горная книга», Изд-во МГГУ, 2009. - 670 с.
3. Совмен В. К., Кутузов Б. Н, Марьясов А.Л., Эквист Б. В., Токаренко А. В. Сейсмическая безопасность при взрывных работах. - М.: Изд-во «Горная книга», 2002. - 228 с.
4. Цейтлин Я. И., Смолий Н. И. Сейсмические и ударные воздушные волны промышленных взрывов. - М.: Недра, 1981. - 192 с.
5. Segarra P., Sanchidrián J. A., Castedo R., López L. M, Del Castillo I. Performance of some coupling methods for blast vibration monitoring // Journal of Applied Geophysics. 2015. Vol. 112. Pp. 129-135.
6. Kumar R., Choudhury D., Bhargava K. Determination of blast-induced ground vibration equations for rocks us-ing mechanical and geological properties // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8. No 3. Pp. 341-349. DOI: 10.1016/j.jrmge.2015.10.009.
7. Gui Y. L., Zhao Z. Y., Jayasinghe L. B., Zhou H. Y., Goh A. T. C., Tao M. Blast wave induced spatial variation of ground vibration considering field geological conditions // Interna-
tional Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 101. Pp. 63—68. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2017.11.016.
8. Li J. C., Li N. N., Chai S. B., Li H. B. Analytical study of ground motion caused by seismic wave propagation across faulted rock masses // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2017. Vol. 42. No 1. Pp. 95 — 109. DOI: 10.1002/nag.2716.
9. Адушкин В. В., Анисимов В. Н. Геомеханическая и геоэкологическая безопасность и пути ее реализации в регионе КМА / Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных территориях: Материалы VII международной научной конференции (памяти проф. А.Н. Петина) 24 — 26 октября 2017 г. — Белгород: Изд-во «Политерра», 2017. — С. 13 — 20.
10. Кочарян Г. Г., Кишкина С. Б. Новые подходы обеспечения сейсмической безопасности горных работ / Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных территориях: Материалы VII международной научной конференции (памяти проф. А.Н. Петина) 24 — 26 октября 2017 г. — Белгород: Изд-во «Политерра», 2017. — С. 342 — 348.
11. Белин В. А., Холодилов А. Н., Господариков А. П. Методические основы прогнозирования сейсмического действия массовых взрывов // Горный журнал. — 2017. — № 2. — С. 66—68.
12. Холодилов А. Н., Господариков А. П. Модель расчета сейсмических колебаний, возникающих при массовых взрывах на подземных рудниках // ФТПРПИ. — 2020. — № 1. — С. 33 — 40.
13. Ржевский В. В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. — М.: Недра, 1978. — 390 с.
14. Каркашадзе Г. Г. Механическое разрушение горных пород. — М.: Изд-во МГГУ, 2004. — 222 с.
15. 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. — С. 11 — 15. DOI: 10.17580/gzh.2019.10.01.
16. Игнатенко И. М., Годовников Н. А., Дунаев В. А. Методика построения прогнозно-деформационной модели прибортовой зоны карьера в массивах скальных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № S1. — С. 72 — 78.
17. Кутузов Б. Н., Тюпин В. Н. Определение размеров зон деформирования трещиноватого массива взрывом заряда ВВ // Известия вузов. Горный журнал. — 1983. — № 4. — С. 53 — 58.
18. Тюпин В. Н. Взрывные и геомеханические процессы в трещиноватых напряженных горных массивах. — Белгород: ИД «Белгород» НИУ «БелГУ», 2017. — 192 с.
REFERENCES
1. Adushkin V. V., Spivak A. A. Podzemnye vzryvy [Underground explosions], Moscow, Nauka, 2007, 579 p.
2. Kutuzov B. N. Bezopasnost' vzryvnykh rabot v gornom dele i promyshlennosti [Safety of blasting operations in mining and industry], Moscow, Izd-vo «Gornaya kniga», Izd-vo MGGU, 2009, 670 p.
3. Sovmen V. K., Kutuzov B. N., Mar'yasov A. L., Ekvist B. V., Tokarenko A. V. Seysmicheskaya bezopasnost' pri vzryvnykh rabotakh [Seismic safety in blasting operations], Moscow, Izd-vo «Gornaya kniga», 2002, 228 p.
4. Tseytlin Ya. I., Smoliy N. I. Seysmicheskie i udarnye vozdushnye volny promyshlennykh vzryvov [Seismicheskie i vzdushnye vozdushnye volny industrial explosions], Moscow, Nedra, 1981, 192 p.
5. Segarra P., Sanchidrián J.A., Castedo R., López L. M., Del Castillo I. Performance of some coupling methods for blast vibration monitoring. Journal of Applied Geophysics. 2015. Vol. 112. Pp. 129-135.
6. Kumar R., Choudhury D., Bhargava K. Determination of blast-induced ground vibration equations for rocks us-ing mechanical and geological properties. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2016. Vol. 8. No 3. Pp. 341-349. DOI: 10.1016/j. jrmge.2015.10.009.
7. Gui Y. L., Zhao Z. Y., Jayasinghe L. B., Zhou H. Y., Goh A. T. C., Tao M. Blast wave induced spatial variation of ground vibration considering field geological conditions. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 101. Pp. 63-68. DOI: 10.1016/j. ijrmms.2017.11.016.
8. Li J. C., Li N. N., Chai S. B., Li H. B. Analytical study of ground motion caused by seismic wave propagation across faulted rock masses. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 2017. Vol. 42. No 1. Pp. 95-109. DOI: 10.1002/nag.2716.
9. Adushkin V. V., Anisimov V. N. Geomechanical and geoecological safety and ways of its implementation in the KMA region. Problemy prirodopolzovaniya i ekologicheskaya situatsiya v Evropeyskoy Rossii i sopredelnykh territoriyakh: Materialy VII mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii (pamyati prof. A.N. Petina) 24-26 oktyabrya 2017 g. [Nature management problems and the ecological situation in European Russia and adjacent territories: Materials of the VII international scientific conference (in memory of Prof. Petin A. N.) October 24-26, 2017]. Belgorod: Izd-vo «Politerra», 2017, pp. 13-20. [In Russ].
10. Kocharyan G. G., Kishkina S. B. New approaches to ensuring the seismic safety of mining operations. Problemy prirodopolzovaniya i ekologicheskaya situatsiya v Evropeyskoy Rossii i sopredelnykh territoriyakh: Materialy VII mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii (pamyati prof. A.N. Petina) 24-26 oktyabrya 2017 g. [Nature management problems and the ecological situation in European Russia and adjacent territories: Materials of the VII international scientific conference (in memory of Prof. Petin A. N.) October 24-26, 2017]. Belgorod: Izd-vo «Politerra», 2017, pp. 342-348. [In Russ].
11. Belin V. A., Kholodilov A. N., Gospodarikov A. P. Methodical bases of forecasting the seismic action of mass explosions. Gornyi Zhurnal. 2017, no 2, pp. 66-68. [In Russ].
12. Kholodilov A. N., Gospodarikov A. P. Model of calculation of seismic vibrations arising during mass explosions at underground mines. Fiziko-tekhnicheskiye problemy razrabotki poleznykh iskopayemykh. 2020, no 1, pp. 33-40. [In Russ].
13. Rzhevskiy V. V., Novik G. Ya. Osnovy fizikigornykh porod [Fundamentals of the physics of rocks], Moscow, Nedra, 1978, 390 p.
14. Karkashadze G. G. Mekhanicheskoe razrushenie gornykh porod [Mechanical destruction of rocks], Moscow, Izd-vo MGGU, 2004, 222 p.
15. Ignatenko I. M., Yanitskiy E. B., Dunaev V. A., Kabelko S. G. Fracturing of the rock massif in the open pit of the Zhelezny mine of JSC Kovdorsky GOK. Gornyi Zhurnal. 2019, no 10, pp. 11-15. DOI: 10.17580/gzh.2019.10.01.
16. Ignatenko I. M., Godovnikov N. A., Dunaev V.A. Methodology for constructing a predictive-deformation model of the near-pit zone of a quarry in rock massifs. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull.. 2018, no S1, pp. 72-78.
17. Kutuzov B. N., Tyupin V. N. Determination of the size of deformation zones of a fractured mass by explosive charge explosion. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Gornyy zhurnal. 1983, no 4, pp. 53-58.
18. Tyupin V. N. Vzryvnye i geomekhanicheskie protsessy v treshchinovatykh napryazhennykh gornykh massivakh [Explosive and geomechanical processes in fractured stressed mountain massifs], Belgorod: ID «Belgorod» NIU «BelGU», 2017, 192 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРE
Тюпин Владимир Николаевич — д-р техн. наук, профессор, e-mail: [email protected], Белгородский государственный национальный исследовательский университет.
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
V.N. Tyupin, Dr. Sci. (Eng.), Professor, e-mail: [email protected], Belgorod State National Research University, 308015, Belgorod, Russia.
Получена редакцией 15.08.2020; получена после рецензии 02.09.2020; принята к печати 10.03.2021. Received by the editors 15.08.2020; received after the review 02.09.2020; accepted for printing 10.03.2021.
_ A _
ОТДЕЛЬНЫЕ СТАТЬИ ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ
(СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК)
МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТОРФЯНОГО СЫРЬЯ ПРИ ФОРМОВАНИИ В СОСТАВНОМ МУНДШТУКЕ ШНЕКОВОГО ПРЕССА
(2020, № 12, СВ 44, 16 с.) Федоров Александр Сергеевич1 — аспирант, e-mail: [email protected], Михайлов Александр Викторович1 — докт. техн. наук, профессор, e-mail: [email protected], Гарифуллин Дамир Раилевич1 — аспирант, e-mail: [email protected], 1 Санкт-Петербургский горный университет.
Проведен анализ степени механической переработки торфяного сырья при производстве оку-скованной торфяной продукции в форме трубы, при технологии разработки торфяных месторождений карьерным способом с использованием стилочных машин. В рамках улучшения качества кускового торфа с созданием прочного, быстросохнущего торфяного куска проведено исследование оценки перерабатывающей способности шнековых машин. Рассмотрена структура составного мундштука мобильного шнекового пресса для получения окускованной торфяной продукции, формуемой в виде толстостенной трубы с целью интенсификации процесса сушки. Определены конструктивные и кинематические параметры составного мундштука мобильного шнекового пресса. Установлено влияние степени механической переработки торфяного сырья от отношения шага витков к радиусу шнека при постоянной угловой скорости. На основе анализа структуры составного мундштука мобильного шнекового пресса выполнена оценка степени механической переработки торфяного сырья в составном мундштуке при формовании трубчатых кусков.
Ключевые слова: торфяное сырье, стилочная машина, мундштук шнекового пресса, формование, торфяной кусок.
MECHANICAL PROCESSING OF PEAT RAW MATERIALS IN A COMPOSITE SREW PRESS MOUTHPIECE
A.S. Fedorov\ Graduate Student, e-mail: [email protected],
A.V. Mikhailov\ Dr. Sci. (Eng.), Professor, e-mail: [email protected], D.R. Garifullin\ Graduate Student,
1 Saint-Petersburg Mining University, 199106, Saint-Petersburg, Russia.
The purpose of this work was to analyze the degree of mechanical processing of peat raw materials in the production of agglomerated peat products in the form of a pipe, in the technology of development of peat deposits in a quarry way using sod peat machines. In the framework of improving the quality of sod peat with the creation of a durable, quick-drying peat lump, a study was carried out to assess the processing capacity of screw machines. The structure of the composite mouthpiece of a mobile screw press for obtaining agglomerated peat products molded in the form of a thick-walled pipe in order to intensify the drying process is considered. Based on the analysis of the structure of the composite mouthpiece of a mobile screw press the degree of mechanical processing of peat raw materials in the mouthpiece during the molding of tubular pieces was assessed. The constructive and kinematic parameters of the compound mouthpiece of the mobile screw press have been determined. The influence of the degree of mechanical processing of peat raw materials on the ratio of the pitch of the turns to the radius of the screw at a constant angular velocity is established. Key words: mouthpiece, sod peat, drying, sod peat machine, peat raw materials, screw press.
