Анотація до роботи:

Руських В.В. „Обґрунтування параметрів вибухозахисної перемички для гасіння ударних повітряних хвиль при підземному видобутку руд”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.11 – „Фізичні процеси гірничого виробництва”. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2005 р.

Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів вибухозахисної перемички для гасіння ударних повітряних хвиль при підземному видобуванні руди. Аналіз способів і засобів зниження негативного впливу ударних повітряних хвиль при підземних масових вибухах показав, що застосовані з цією метою вибухозахисні перемички характеризуються великою вагою і високою трудомісткістю монтажних робіт, а їх параметри недостатньо обґрунтовані.

Для обґрунтування параметрів вибухозахисної перемички досліджено ударні повітряні хвилі у виробничих умовах, для чого розроблено вимірювальний пристрій, за допомогою якого отримані значення параметрів ударних повітряних хвиль при поширенні по гірничих виробках.

Створено програмне забезпечення, що дозволяє вирішувати комплекс задач, пов'язаних з поширенням ударних повітряних хвиль по гірничих виробках. Установлено залежність зміни тиску ударної повітряної хвилі за поперечним перерізом виробки, що враховано при розрахунку параметрів вибухозахисної перемички.

Розроблено конструкцію й методику розрахунку вибухозахисної перемички, в якій використані сучасні легкі конструкційні матеріали. Виконано дослідження міцнісних і деформаційних властивостей захисного елемента перемички і встановлено залежності її несучої здатності від ступеня перфорації і міцнісних властивостей конструктивних елементів. Виготовлена і досліджена в лабораторних умовах модель вибухозахисної перемички.

У результаті теоретичних, лабораторних та промислових досліджень обґрунтовано параметри вибухозахисної перемички і розроблено рекомендації з її застосування у конкретних гірничо-геологічних умовах. Вибухозахисна перемичка прийнята до реалізації в умовах Закритого акціонерного товариства „Запорізький залізорудний комбінат”. Основний зміст роботи відображено у восьми статтях і доповідях на міжнародних і вітчизняних науково-технічних конференціях.

У дисертації на основі аналітичних, фізичних і натурних досліджень вирішена актуальна науково-практична задача обґрунтування параметрів вибухозахисної перемички для гасіння ударних повітряних хвиль при підземному видобуванні руд буропідривним способом, що базується на взаємозв’язку між проведенням масових вибухів при видобуванні руд і локалізацією ударних повітряних хвиль вибухозахисними перемичками.

Основні наукові та практичні результати дисертаційної роботи полягають у наступному:

1. Обґрунтовано конструкцію, параметри та створено вимірювальний пристрій для дослідження ударних повітряних хвиль при буропідривних роботах у виробничих умовах.

2. Встановлено характер поширення ударних повітряних хвиль при проведенні підготовчих виробок і масовому вибуху, за результатами яких отримані чисельні значення тиску ударної хвилі, необхідні для обґрунтування параметрів вибухозахисної перемички і розробки рекомендацій з її застосування.

3. Розроблене програмне забезпечення розрахунку параметрів ударних повітряних хвиль під час руху по гірничих виробках, яке дозволяє підвищити точність розрахунків величини тиску, імпульсу та часу дії ударної хвилі до 15% завдяки врахуванню типу застосованої вибухової речовини та режиму короткоуповільненого висадження.

4. Встановлено залежність зміни тиску ударної повітряної хвилі по поперечному перерізу виробки Р_ц / Р_к = 1,25е^0,0015v і визначено, що в центрі виробки тиск в 1,5-1,7 рази більше, ніж у приконтурній зоні.

5. Розроблена методика розрахунку переносної вибухозахисної перемички та її конструкція, яка має пружну характеристику і дозволяє зменшити вагу й підвищити несучу здатність перемички.

6. Встановлено, що несуча здатність переносної вибухозахисної перемички безпосередньо залежить від кута вільного прогину захисного елемента (оптимальний кут складає 25) і ступіня перфорації, яка змінюється за експонентною залежностю y = 382,5e^1,5x і зі збільшенням від 0,2 до 0,8 зростає в 2,4 рази.

7. Розроблені рекомендації щодо застосування вибухозахисної перемички з можливістю визначення її параметрів за допомогою розробленого програмного забезпечення.

8. Надані рекомендації з ефективного ведення підривних робіт і локалізації ударних повітряних хвиль в умовах ЗАТ „ЗЗРК”, впроваджено програмне забезпечення до тимчасової інструкції з визначення границь небезпечних зон при підготовці масових вибухів у підземних умовах.

Розроблена автором конструкція пружної вибухозахисної перемички і методика її застосування розглянута на технічній нараді ЗАТ „ЗЗРК”, яка прийнята до реалізації.

Очікуваний економічний ефект від застосування однієї перемички за термін її експлуатації (десятикратне використання) складає 90 тис. грн.

Основні положення і результати дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Рахутин В.С., Русских В.В. Параметры ударных воздушных волн при движении по подземным выработкам // Сб. научн. тр. НГАУ. – 2001. - № 11. - Т. 1. - С. 41 – 46.

2. Результаты стендовых испытаний пневматической закладочной перемычки / В.С. Рахутин, В.В. Русских, И.А. Карапа, В.Ф. Бабич // Сб. научн. тр. – 2001. - № 16. – С. 57-62.

3. Рахутин В.С., Русских В.В. Компьютерные технологии для составления документации обеспечения производства горных работ // Сб. научн. тр. НГУ. – 2003. –№17. - Т. 1. - С 71-73

4. Рахутин В.С., Русских В.В., Овчинников Н.П. Прибор для определения давления ударной воздушной волны при ее движении по подземным выработкам // Науковий вісник НГУ. – 2004. - № 6. - С. 12 - 14.

5. Русских В.В. Тарировка прибора для исследования ударных воздушных волн в промышленных условиях // Науковий вісник НГУ. – 2004. - № 11. - С. 28-30.

6. Синергетический подход в исследовании производственных процессов при добыче руд подземным способом / Хоменко О. Е., Русских В. В., Нетеча М. В. и др. // Науковий вісник НГУ. – 2004. - № 7. - С. 3-5.

7. Хоменко О.Е., Русских В.В., Кононенко М.Н. Моделирование на эквивалентных материалах выработанного пространства рудных шахт // Науковий вісник НГУ. – 2004. - № 9. - С. 23 - 25.

8. Русских В.В. Определение фактических параметров ударных воздушных волн при производстве массовых взрывов в подземных условиях // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць / Ін-т геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України. – Дніпропетровськ, 2005. – Вип. 55. – С. 176 – 182.

Внесок автора в роботи, опубліковані у співавторстві:

[1] – аналіз стану питання за темою дисертаційної роботи; [2] – аналіз проблем закладних перемичок при використанні камерних систем розробки; [3] – розробка та впровадження програмного забезпечення щодо проведення гірничих робіт; [4] – розрахунок параметрів вимірювального пристрою; [6] – аналіз та узагальнення літературних джерел; [7] – дослідження та вибір складу еквівалентного матеріалу та критеріїв подібності.