Все способы разрушения горных пород

Способы разрушения горных пород

Донецкий горный техникум им Абакумова

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

По дисциплине

“Разрушение горных пород”

Автор-составитель: Русаков О.Н..

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………. 1. Способы разрушения горных пород …………………………………… 2. Механическое бурение скважин и шпуров ……………………………… 3. Взрыв, характеристики взрывчатых веществ ………………………….. 4. Классификация промышленных взрывчатых веществ ………………… 5. Теория и практика разрушения горных пород взрывом ……………… 6. Параметры буро-взрывных работ ………………………………………. 7. Паспорт буро-взрывных работ. Опытное взрывание ………………….. 8. Средства инициирования зарядов взрывчатых веществ ………………. 9. Методы шпуровых, скважинных, котловых, камерных и накладных зарядов. Контурное взрывание ………………………………………………… 10. Организация взрывных работ в шахте ………………………………….. 11. Проветривание выработок после взрывных работ. Ликвидация отказов 12. Опасные взрывные работы во встречных и параллельных выработках, у склада взрывчатых материалов и в стволе ……………………………………… 13. Взрывные работы в шахтах, опасных по газу и пыли. Водораспылительные завесы …………………………………………………… 14. Сотрясательное взрывание на пластах, опасных по внезапным выбросам угля, породы и газа …………………………………………………. 15. Хранение и транспортировка взрывчатых материалов ……………….. 16. Участок буро-взрывных работ: персонал и документация …………… ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………….. Литература ……………………………………………………………………….. Контрольные вопросы по курсу …………………………………………………

Введение

В Украине имеются большие запасы угля. Уголь – один из видов энергетического сырья. Это настоящий хлеб промышленности. Возрастает значение угля для химической промышленности (получение серы, пластмасс, красителей, удобрений и др.).

Развитие техники, совершенствование технологии и организации горных работ приводят к коренным изменениям в горной промышленности.

Большие нагрузки на очистные забои требуют повышения скоростей проведения горных выработок до 400 – 500 м/мес. Прохождение горных выработок ведется с помощью комбайнов или буровзрывным способом.

Буровзрывные работы находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности. Являясь основным средством отделения от массива и дробления горных пород при добыче полезного ископаемого, буровзрывные работы успешно применяются при строительстве плотин и вышек различного назначения, разведке полезных ископаемых, исследованиях строения земной коры, проходке нефтяных и газовых скважин, в машиностроении (для сварки металлов, упрочнения и штамповки деталей).

В общем технологическом комплексе производственных процессов горного предприятия буровзрывные работы предопределяют производительность добычи угля и в конечном итоге его себестоимость.

Способы разрушения горных пород

1. Разрушение горных пород

2. Понятие о взрыве и взрывчатых веществах

Литература: 1, 2, 3

Разрушение горной породы редставляет собой отделение от массива ее кусков и дробление их до кондиционной крупности. В настоящее время это основной процес технологии добычи твердых полезных ископаемых.

Различают следующие виды разрушения горных пород: механическое, взрывное, гидравлическое, термическое, электрическое, комбинированое и др.

Механическое разрушение – это отделение горных пород от массива или их измельчение путем воздействия породоразрушаещего инструмента (резца, коронки, фрезы, ударника и др.). При этом протекают физические процессы чисто механического разрушения породы рабочим органом: резание, разделывания, скалывание, дробление, сжатие и др. Механический способ разрушения пород широко используют для непосредственной добычи угля, бурения шпуров и скважин.

Взрывное разрушение представляет собой отделение горных пород от массива и перемещение их под действием энергии взрывчатых веществ, размещенных в массиве (в шпурах, скважинах). Взрывной способ разрушения горных пород применяют в породах различной крепости, но наиболее экономичен он в крепких породах, когда другие способы разрушения неэффективны или вовсе применять нельзя.

Гидравлическое разрушение связано с отделением горных пород от массива путем воздействия на него струи воды под високим давлением (>10 мПа). Этой же водой осуществляется и транспортировка горной массы. Гидравлический способ разрушения горных пород применяется при добыче угля и слабых пород.

Термическое разрушение происходит под действием физических полей за счет физико-химических процессов, протекающих под действием высокой температуры без использования породоразрушающих инструментов.

Электрическое разрушение основано на воздействии на горную породу электрической энергии в виде электрического разряда, электромагнитного поля и др.

Комбинированое разрушение основано на использовании комбинации двух видов разрушения (буровзрывное, механогидравлическое и др.).

Взрыв– это процесс быстрого физико-химического превращения вещества, при котором выделяется тепло и большое количество сжатых газов, способных

производить механическую работу по разрушению и перемещению разрушаемых объектов в окружающей среде.

Взрывание представляет собой процесс инициирования зарядов в заданной последовательности способами, обеспечивающими безопасность и эффективность работ.

Зарядсостоит из определенного количества взрывчатых веществ (ВВ), подготовленное к взрыву, с введенным в них инициатором взрывания. Величина (масса) заряда указывается в килограммах или тоннах.

Средство инициирования взрыва (СИ) – это небольшой заряд, инициирующий взрыв промышленных ВВ.

По своей природе взрывы делятся на:

При физическом взрывепроисходит только физическое преобразование вещества (беспламенное взрывание с помощью жидкой углекислоты и сжатого воздуха, взрывы паровых котлов, баллонов со сжиженным газом, электрические разряды и т. п.).

В случае химического взрыва идет чрезвычайно быстрая химическая реакция окисления водорода и углерода с выделением 3,2*10 3 -5,6*10 3 кДж/кг тепла и газов (взрыв метана, угольной или другой органической пыли).

В процессе ядерного взрыва происходит цепная реакция деления и синтеза ядер с образованием новых элементов. В настоящее время реализуется два способа выделения атомной энергии при взрыве. Это превращение тяжелых ядер в более легкие (радиоактивный распад и деление атомных ядер урана и плутония) и образование из легких ядер болеет тяжелых (синтез атомных ядер). Например, при термоядерном взрыве из тяжелого водорода образуется гелий.

Источник

Способы разрушения горных пород

1. Разрушение горных пород

2. Понятие о взрыве и взрывчатых веществах

Литература: 1, 2, 3

Разрушение горной породы редставляет собой отделение от массива ее кусков и дробление их до кондиционной крупности. В настоящее время это основной процес технологии добычи твердых полезных ископаемых.

Различают следующие виды разрушения горных пород: механическое, взрывное, гидравлическое, термическое, электрическое, комбинированое и др.

Механическое разрушение – это отделение горных пород от массива или их измельчение путем воздействия породоразрушаещего инструмента (резца, коронки, фрезы, ударника и др.). При этом протекают физические процессы чисто механического разрушения породы рабочим органом: резание, разделывания, скалывание, дробление, сжатие и др. Механический способ разрушения пород широко используют для непосредственной добычи угля, бурения шпуров и скважин.

Взрывное разрушение представляет собой отделение горных пород от массива и перемещение их под действием энергии взрывчатых веществ, размещенных в массиве (в шпурах, скважинах). Взрывной способ разрушения горных пород применяют в породах различной крепости, но наиболее экономичен он в крепких породах, когда другие способы разрушения неэффективны или вовсе применять нельзя.

Гидравлическое разрушение связано с отделением горных пород от массива путем воздействия на него струи воды под високим давлением (>10 мПа). Этой же водой осуществляется и транспортировка горной массы. Гидравлический способ разрушения горных пород применяется при добыче угля и слабых пород.

Термическое разрушение происходит под действием физических полей за счет физико-химических процессов, протекающих под действием высокой температуры без использования породоразрушающих инструментов.

Электрическое разрушение основано на воздействии на горную породу электрической энергии в виде электрического разряда, электромагнитного поля и др.

Комбинированое разрушение основано на использовании комбинации двух видов разрушения (буровзрывное, механогидравлическое и др.).

Взрыв– это процесс быстрого физико-химического превращения вещества, при котором выделяется тепло и большое количество сжатых газов, способных

производить механическую работу по разрушению и перемещению разрушаемых объектов в окружающей среде.

Взрывание представляет собой процесс инициирования зарядов в заданной последовательности способами, обеспечивающими безопасность и эффективность работ.

Зарядсостоит из определенного количества взрывчатых веществ (ВВ), подготовленное к взрыву, с введенным в них инициатором взрывания. Величина (масса) заряда указывается в килограммах или тоннах.

Средство инициирования взрыва (СИ) – это небольшой заряд, инициирующий взрыв промышленных ВВ.

По своей природе взрывы делятся на:

При физическом взрывепроисходит только физическое преобразование вещества (беспламенное взрывание с помощью жидкой углекислоты и сжатого воздуха, взрывы паровых котлов, баллонов со сжиженным газом, электрические разряды и т. п.).

В случае химического взрыва идет чрезвычайно быстрая химическая реакция окисления водорода и углерода с выделением 3,2*10 3 -5,6*10 3 кДж/кг тепла и газов (взрыв метана, угольной или другой органической пыли).

В процессе ядерного взрыва происходит цепная реакция деления и синтеза ядер с образованием новых элементов. В настоящее время реализуется два способа выделения атомной энергии при взрыве. Это превращение тяжелых ядер в более легкие (радиоактивный распад и деление атомных ядер урана и плутония) и образование из легких ядер болеет тяжелых (синтез атомных ядер). Например, при термоядерном взрыве из тяжелого водорода образуется гелий.

Источник

Разрушение горных пород

Вы будете перенаправлены на Автор24

Способы разрушения горных пород

Разрушение горных пород – это искусственное или естественное нарушения сплошности природной структуры горных пород.

Существуют физико-химические, термические, термомеханические и другие способы разрушения (бурения) горных пород, основными из них являются:

1. Ударный (канатный или штанговый). При таком способе разрушения наконечник опускается в скважину и приводится в действие с помощью металлического стрежня – штанги, при канатном функцию штанги выполняет канат.
2. Вращательно-резанный. При таком способе разрушения к элементу, который должен разрушать горную породу прикладывается усилие подачи и крутящий момент. Мощность, которая передается к этому элементу вырастает, благодаря увеличению осевой нагрузки и сопротивления горной породы. Пограничными условиями в этом случае являются прочность коронок и физико-механические свойства пород.
3. Резанный. При таком способе разрушения горных пород происходит к разрушающему инструменту прикладываются ударные импульсы, усилие подачи и крутящий момент.
4. Взрывной. При таком способе разрушения горных пород, вещества, которые входят в состав взрывной сети, транспортируются к забою скважины, где происходит их смешение в результате удара. Обычно они подаются по трубам.
5. Электрогидравлический. При таком способе разрушения электрический заряд, находящийся в жидкости, образовывает кавитационные полости, при заполнении которых совершается гидравлический удар.
6. Имлозионный.При таком способе разрушения в скважину подаются капсулы, из которых удаляют предварительно воздух. В момент, когда капсулы разбиваются о забой, происходит интенсивное смыкание вакуумной полости. Жидкость, которая находится вокруг этой полости, приобретает высокую скорость и происходит разрушение пород под действием импульсов высокого давления.
7. Гидро-эрозионный. При таком способе разрушения используются высоконапорные струи жидкости для разрушения горных пород.
8. Огнеструйный. При таком способе разрушения горных используется газовая струя, которая образуется в специальной горелке.
9. Плазменный. При таком способе разрушение горных пород осуществляется с помощью их нагрева плазменными генераторами.
10. Термодинамический. При таком способе разрушения в поток газа добавляют твердую фазу (например, кварцевый песок) через специальную насадку на сопле.
11. Электродуговой. При таком способе разрушения горная порода нагревается с помощью электрической дуги переменного или постоянного тока.
12. Термодетонационный. При таком способе разрушения горение топлива происходит с большими скоростями, из-за чего и образуются детонационные волны, разрушающие горный породы.
13. Электронагревательный. При таком способе разрушения тепловая энергия образуется из-за ее преобразования из электрической в буровом снаряде.
14. Атомный. При таком способе разрушения, горная порода рушится под действием тепла, полученного из атомных реакторов.
15. Лучевой. При таком способе разрушения используются оптические квантовые генераторы.

Методы измерения твердости горных пород

Твердость – это сопротивляемость горной породы разрушению или какой-либо другой деформации, при внедрении в неё более твердого тела.

Существует три основных способа определения твердости горной породы на промышленных предприятиях:

Метод истирания. Данный способ заключается в прижатии образца породы к цилиндру, которые покрыт абразивной шкуркой. Истирание образца происходит при вращении цилиндра с постоянной скоростью. В этом случае твердость породы можно определить по формуле:

$Т = 100 • S • q / (M_1 – M_2)$, где:

• $S$ – площадь истирания образца горной породы;
• $q$ – удельный вес породы;
• $М_1, М_2$ — масса образца до и после истирания.

Метод резания. Этот метод определения твердости осуществляется с помощью прибора ОТ-ВИТР. Резание образца производится при постоянной нагрузке на диск по образцу несколько раз, после этого вычисляется среднее значение глубины реза, оно обратно пропорционально твердости горной породы. Это позволяет соотнести глубину реза с твердостью горной породы.

Метод Шрейнера является основным способом, который на промышленных предприятиях. Он осуществляется с помощью внедрения (вдавливания) твердого предмета в образец породы. В этом случае ее твердость определяется, как соотношение нагрузки (которая приводит к разрушению) к площади торца образца. Метод Шрейнера определяет не только твердость, но и пластические и упругие свойства горных пород. Обычно образец представляет собой кубик с сторонами от 30 до 50 миллиметров или цилиндр с высотой от 40 до 60 миллиметров.

Правильное и качественное проведения мероприятий по определению твердости горных пород и его результаты являются основой для определения способа бурения скважин и технических характеристик бурильного оборудования.

Источник