Анотація до роботи:

Налисько М.М. Удосконалення буропідривної технології проведення польових виробок шляхом обґрунтування раціональних параметрів конструкцій прямих врубів.– Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом – 05.15.04 – "Шахтне та підземне будівництво".– Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2005.

Дисертація присвячена питанням ефективного руйнування масивів міцних скельних порід шпуровими зарядами ВР у конструкціях прямих східчастих врубів. У роботі розвиваються аналітичні методи чисельного розрахунку процесів підривного навантаження скельних масивів: модифікація методу "великих частинок" і методика розрахунку пружного хвильового поля дії подовженого заряду на початкову воронку викиду. Проведено комплексні дослідження процесів початкового воронкоутворення й східчастого її поглиблення в умовах руйнування масиву зарядами прямих врубових конструкцій за допомогою чисельного моделювання та натурного експерименту. Встановлено закономірності утворення областей вибухового руйнування одиночними й парними шпуровими зарядами залежно від параметрів їхнього закладення. Обґрунтована методика детального розрахунку елементів закладення зарядів у конструкціях прямих східчастих врубів. Для складних гірничо-геологічних умов проведення польових виробок розроблена конструкція посиленого східчастого врубу. Розроблені методика й посилений східчастий вруб пройшли експериментальну перевірку в промислових умовах і були впроваджені на шахтах Східного Донбасу.

Дисертація є завершеною науково-дослідною роботою, у який на основі вперше встановлених закономірностей руйнування масиву скельних порід шпуровими зарядами ВР, отриманих за допомогою розроблених математичних моделей дії подовженого заряду на одну відкриту поверхню й на початкову воронку викиду та експериментальних досліджень, вирішена актуальна науково –технічна задача підвищення ефективності буропідривних робіт при проведені гірничих виробок в міцних породах.

Основні висновки й результати роботи наступні:

1. Модифікований метод чисельного рахунку – метод "великих частинок", що розширює область його застосування на систему різнофазних середовищ для розрахунку підривного руйнування масиву скельних порід шпуровим зарядом ВР.

2. Встановлені особливості застосування різницевих рівнянь методу "великих частинок" у гетерогенних середовищах.

3. Показано, що для визначення руйнування міцних порід подовженим зарядом найбільш ефективним критерієм граничного стану є критерій Мізеса-Хілла, що враховує характер виникаючих у масиві напружень.

4. Запропоновано рішення задачі про розрахунок НДС масиву скельних порід викиду, що має початкову воронку, при його вибуховому навантаженні шпуровим зарядом ВР; рішення дозволяє встановити раціональну масу й довжину зарядів наступних виступів поглиблення врубової порожнини.

5. Встановлено, що

– концентрація розтягуючих напружень, які створені відбитою ударною хвилею, зі збільшенням довжини й маси заряду переміщається вглиб масиву до певної межі, що обумовлює встановлення максимально можливих співвідношень глибини воронки й довжини шпуру h_в 0,7_ш, і для ВР у патронах діаметром до 36 мм, h_в не перевищує 0,8 м. Цим же визначається те, що глибина початкової воронки викиду при раціональних шпурових зарядах (h_в/_ш= mах) однозначно визначає кут її розкриття для будь-яких поєднань міцності порід і працездатності ВВ;

– пружне хвильове поле, створюване елементарними джерелами відбитих хвиль на поверхні початкової воронки викиду, значно впливає на ефективність руйнування, що дозволяє встановити раціональну величину заглиблення нижньої крайки шпурового заряду в наступному виступі, яка не повинна перевищувати крок поглиблення порожнини;

– глибина порожнини від висадження парних шпурових зарядів у міцних породах на припустимих відстанях не перевищує глибини воронки викиду від одиночного заряду в тих же умовах.

6. Отримано вираз для визначення параметрів руйнування масиву одиночними й парними шпуровими зарядами, що дозволяє обґрунтовувати раціональні параметри прямих східчастих врубів: глибину початкової воронки викиду, кута її розкриття, глибину порожнини висадження парних зарядів, раціональну довжину зарядів наступних виступів і величину збільшення глибини формованого додаткового оголення.

7. Розроблена класифікація способів визначення параметрів врубових конструкцій, в якій уперше врахований ступінь детальності розрахунку зарядів ВР і геометрія їхнього закладення в прямих врубах.

8. Розроблена методика для обґрунтування раціональних параметрів прямих східчастих врубів і спосіб утворення врубової порожнини ("посилений східчастий вруб"), які були апробовані в складних гірничо-геологічних умовах вибоїв шахти "Черкаська" ДП "Луганськвугілля". У результаті їхнього промислового впровадження на шахті ім. XIX з'їзду КПРС, ДП "Луганськвугілля" знижено до мінімуму кількість досвідних висаджень по відпрацьовуванню параметрів розташування шпурів і шпурових зарядів, зменшена питома витрата ВМ на 18 - 21%, знижена ймовірність запалення метано-пило-повітряного середовища в небезпечних вибоях, збільшена швидкість проведення виробки на 18,7 м/міс.

Основні положення дисертації опубліковані в наступних роботах:

1. Жуйборода В.Н., Налисько Н.Н. Прямой ступенчатый вруб// Уголь Украины.– 1994.– № 6.– С. 25–27.

2. Жуйборода В.Н., Налисько Н.Н., Занин Н.Т. Рекомендации по расчету и конструированию схемы расположения шпуров при составлении паспорта БВР// Уголь Украины.– 1995.– № 1.– С. 20-22.

3. Дротік В.А., Налисько М.М. Руйнування масивів міцних скельних порід шпуровим зарядом ВР на початкову вирву викиду// Вісник ЖДТУ.– 2004.– №4(31).– С.184–192.

4. Жуйборода В.Н., Налисько Н.Н., Занин Н.Т. Повышение эффективности буровзрывных работ при проведении выработок// Уголь Украины.– 1998.– № 3.– С. 13-14.

5. Налисько Н.Н., Чернай А.В., Жуйборода В.Н. Разрушение крепких горных пород шпуровыми зарядами ВВ// Высокоэнергетическая обработка материалов: Сб. науч. тр.– Днепропетровск: НГАУ, 1999.– С. 127–137.

6. Налисько Н.Н., Чернай А.В. Усиленный ступенчатый вруб// Высокоэнергетическая обработка материалов: Сб. науч. тр.– Днепропетровск: НГАУ, 1999.– С. 135–137.

7. Чернай А.В., Соболев В.В., Налисько Н.Н. О перспективе использования численного метода расчета – метода "крупных частиц" в задачах динамического воздействия на горный массив// Сб. науч. тр. НГА Украины.– Днепропетровск, 2001.– №11, Т.3.– С. 225–232.

8. Налисько Н.Н., Чернай А.В. Исследование закономерностей разрушения горных пород удлиненным зарядом ВВ методом "крупных частиц"// Сб. научн. тр./ НГУ.– 2003.– № 18.– С. 110–116.

9. Патент Украины №22260 А, МПК 6 F 42 D 3/04, E 21 D 9/00. Способ образования врубовой полости при взрывных работах/ В.Н. Жуйборода, Н.Н. Налисько (Украина). Заявлено 23.04.96; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.

10. Налисько Н.Н. О методе определения рациональных конструкций и параметров прямых врубов для условий крепких горных пород// Труды Международной научно-практической конференции "Перспективы развития горных технологий в начале третьего тысячелетия".– Алчевск: ДГМИ, 1999.– С. 88–92.

11. Система автоматизированного проектирования буровзрывных работ/ Н.Н. Налисько, В.Н. Жуйборода, В.И. Назаренко, В.В. Лукин. // Труды Международной научно-практической конференции "Відродження Донбасу".– Т.1.– 2001.– Луганск: "Книжковий світ".– С. 66–71.

Особистий внесок автора в роботи опубліковані в співавторстві, полягає в наступному: [1]– проведення шахтних випробувань; [2]– розробка методики розрахунку; [3]– ідея, розробка розрахункових програм, проведення розрахунків, аналіз результатів; [4]– проведення досліджень, висновки; [6, 7]– ідея й проведення шахтних експериментів; [8]– розробка розрахункових програм і проведення розрахунків; [9] – проведення експериментів, аналіз результатів; [10] – розробка ознак винаходу по суті; [11] – ідея й розробка алгоритму САПР.