Способ определения взрываемости горных пород
Изобретение относится к горному делу и предназначено для взрывных работ на карьерах, рудниках и шахтах. Цель - повышение точности определения взрываемости. Для этого предварительно по всем разновидностям горных пород данного генетического класса отбирают образцы и определяют комплекс параметров физико-химических свойств объемной массы, скорости распространения продольной волны, пористости и общей карбонатности. Для части образцов каждого подкласса прочности пород экспериментально определяют дробимость взрывом и устанавливают зависимость дробимости взрывом от совокупности измеренных значений показателей физико-механических свойств пород в образцах. Затем осуществляют рабочий расчет взрываемости по полученной функциональной зависимости. При этом экспериментальное определение взрываемости и установление функциональной зависимости между взрываемостью и дробимостью осуществляют для пород отдельных генетических классов. С помощью установленной эмпирической зависимости определяют взрываемость любой осадочной горной породы по значениям информативных параметров физико-механических свойств, предварительно установив класс прочности породы. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (П) 1 А1 (51)5 F 42 П 3/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
hO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4179346/23-03 (22) 06.01.87 (46) 23.01.90. Бюл. 1(- 3 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72) А.М. Кабаков, А.А. Звонов, С.Е.Денисов и В.Д.Бутаков (53) 622.235 (088,8) (56) Барон Л.И. и др. Горное дело, терминологический словарь. — М.:
Недра, 1974, с. 55.
Барон Л.И. и др. Определение свойств горных пород, — M.: Госгортехиздат, 1962, с. 319. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗРЫВАЕИОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для взрывных работ на карьерах, рудниках и шахтах. Цель — повышение точности определения взрываемости. Для этого предварительно по всем разновидностям горных пород данного генетического класса отибирают образцы и опИзобретение относится к горному. делу и может быть использовано при ведении взрывных работ на карьерах, рудниках и шахтах.
Цель изобретения — повышение точности определения взрываемости.
Способ осуществляют следующим ,образом.
Предварительно по всем разновидностям горных пород данного генетического класса (метаморфических или
2 ределяют комплекс параметров физико-химических свойств: объемной массы, скорости распространения продольной волны, пористости и общей карбонатности. Для части образцов каждого подкласса прочности пород экспериментально определяют дробимость взрывом и устанавливают зависимость дробимости взрывом от совокупности измеренных значений показателей физико-механических свойств пород в образцах. Затем осуществляют рабочий расчет взрываемости по полученной функциональной зависимости. При этом экспериментальное определение взрываемости и установление функциональной зависимости между взрываемостью и дробимостью осуществляют для пород отдельных генетических классов. С помощью установленной эмпирической зависимости определяют взрываемость любой осадочной горнОй породы по значениям информативных параметров физико-механических свойств, предварительно установив класс прочности породы. 2 табл. магматических, или осадочных) отбирают образцы и производят определение комплекса параметров физико-механических свойств: объемной массы, скорости распространения продольной волны, пористости и общей карбонатности. Затем по комплексу данных параметров с помощью метода главных компонент осуществляют классификацию совокупности горныХ пород на подклассы прочности таким образом
1538012
35 э В+а, V+b,у" +с, K+d, чтобы различие между породами внутри подклассов было йезначимым, между смежными подклассами — значимым.
Из каждого выделенного подкласса прочности отбирают по 20-25 образ5 цов горных пород произвольной формы массой по 8-20 кг, осуществляют испытания данных образцов на дробимость взрывом. Взрывание образцов проводят во взрывной камере в свободноподвешенном состоянии с помощью заряда аммонита массой 8 г и электродетонатора, помещенных в шпуре диаметром 25 мм, пробуренном в направлении максимального размера образца на глубину чуть больше его полови( ны. После взрывания образцов методом просеивания определяют выход дробленного продукта классов 0-3 и, 3-7 мм, на основании которого рассчитывают площадь вновь образованной поверхности дробленого продукта классов 0-3 и 3-7 мм. Затем рассчитывают подклассы вероятностно-статисти- 25 ческой модели дробимости образцов горных пород взрывом по каждому под.классу прочности в виде формулы
8, =В„+а„. V+b,. y+c„K+d,„Ï+à, V +
+Ь», p 2+ñ». К +с1„. IP . где S„— показатель дробимости горной породы взрывом — площадь вновь образованной поверхности дробленого продукта классов 0-3 и 3-7 мм, м2; где q — показатель взрываемости, Э
/м3 ю и и m — коэффициенты пропорциональности между дробимостью и взрываемостью;
В, a,, b,, o,, d,, a с
d — коэффициенты данного подй класса прочности.
Пример. Для определения
50 взрываемости вскрышных осадочных пород отбирают 384 образца по 33 угольным разрезам, охватывающих всю вариацию физико-механических свойств, характерную для угольных разрезов отрасли. В лабораторных условиях оп.ределяют их показатели физико-механических свойств, в том числе и информативные. По значениям информативВ " Ь
dg — коэффициенты подкласса прочности породы;
i=1 2,3„ ...,п — подкласс прочности породы;
3 — объемная масса, т/м ;
V — - скорость распространения продольной волны, км/с;
К вЂ” общая карбанатность, Х;
П вЂ” пористость, Е, и коэффициенты пропорциональности между дробимостью и взрываемостью пород данноro генетического класса по формулам где Я, и $ — показатели дробимости для образцов соответственно с максимальной и минимальной дробимостью; и q — показатели взрываемос» ти для образцов с дробимостью S< и S соот
2 ветственно.
Затем для образцов пород разрушаемого массива определяют значения Ч, «г, K и П, подставляют эти значения в Формулы главных компонент и определяют подкласс прочности этих пород.
После этого вычисляют показатели вэрываемости горной породы по формуле
П+а V2+b 2+<. K +d П2
1 ных показателей методом главных компонент выполняют многомерную классификацию совокупности вскрышных осадочных пород угольных разрезов (табл.1).
Основанием для классификации служат дискриминантные функции первой главной компоненты собственного вектора ковариационной матрицы:
y=0,01837517J-О,О1654394П+
+0,04587746K+0,07072979V-0,94981739; к6=0,021682451-0,5 71 1084П+
+О, 0033117 7K+0,0271 8533U+0,21662309; ка=0,00169836сг+0,00607803П+
+0 5510721K-О 0000896?V-О 5840456
Затем 293 образца вскрышных осадочных пород, отобранных из всех выделенных подклассов прочности пород, испытывают на дробимость взрывом, .рассчитывают вероятностно-статистические модели дробимости и определяют соответствующие им коэффициенты подкласса прочности (табл.2) 1538012 6
Путем подстановки экспериментальных значений определяют коэффициенты пропорциональности и и m. Подставив полученные значения коэффициентов пропорциональности, получают эмпирическую зависимость для определения показателя взрываемости (эталлонного удельного расхода аммонита).
P 1 12+ 1 >481
В„.+а V+b<,g +с,. K+d„! в
С помощью установленной эмпирической зависимости можно определить взрываемость любой осадочной горной породы по значениям информативных параметров физико-механических свойств, предварительно установив класс прочности породы.
Определение класса прочности поро. ды производят следующим образом.
Сначала определяют категорию породы по дискриминантной функции у.
Если в результате расчетов по формуле получают у О, то значит горная порода относится к категории скальных.
Если в результате расчетов получают у(0, то горная порода относится к категории полускальных. После определения категории породы определяют подкласс прочности породы.
При у О определяют знак дискриминантной функции z@. Если в результате расчетов получим к,р При у<О определяют знак дискриминантной функции z . Если в результате расчетов получим z (О, значит горная порода относится к породам средней прочности, т. е. к 3-му подклассу. Если в результате расчетов получим z )О, значит горная порода отноа2 V +bz F +c. z „. +dg с П I сится к породам слабым, т.е. к 4-му подклассу прочности. Формула изобретения Способ определения взрываемости горных пород, включающий экспериментальное определение взрываемости и дробимости горных пород, установление функциональной зависимости между взрываемостью и дробимостью и рабочий расчет взрываемости по полученной функциональной зависимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения взрываемости, осуществляют отбор образцов пород отдельных генети30 ческих классов, выделяют для отдельно рассматриваемого генетического класса горных пород подклассы прочности по совокупности значений объемной массы, скорости продольных волн, 35 пористости и общей карбонатности пород в образцах, экспериментальное определение дробнмости осуществляют взрывом для части образцов каждого подкласса прочности пород, устанав4Q ливают для каждого подкласса прочности пород зависимость дробимости взры.вом от совокупности измеренных значених показателей физико-механических свойств пород в образцах, а экспери45 ментальное определение взрываемости пород и установление функциональной .зависимости между взрываемостью и дробимостью осуществляют для пород отдельных генетических классов.! 538012 Таблица1 Наименование категории пород Скалъные Полускалъные Значение дискрныинант» ной функции Наименованиее Класса прочности породы V70 Сверк- Прочпрочные ные Средней Слабые прочности Номер класса прочности Значение дискрийинантной функции вр>0 ав<0 в >О Таблицв2 Класс прочнос- 8. 1 ти пород а< с„ -2,57006 5 00767 -0,63794 -5,93707 1,47436 -2,48821 0,08359 ,-0,97525 2 242,41731 "184,73356 267,4932 67,5991 -182,31886 149,24457 -220,47 18 -6,64667 -0,12075 -0 I 29487 0,99024 -0,82014 Продолкенне табл.2 Клас прочности пород ь,„. dg(а« с1с 0,00089 0,00366 О, 11546 О, 01807 0,38053 -0,05065 0,44164 0,70468 34,86397 "27,99092 46,56866 -1,350035 2 -О, 05151, 0,20591 0,01346 0,05264 Составитель О. Попов Редактор Н.Яцола Техред Л.Сердюкова Корректор В. Гирняк Заказ 161 Тираж 382 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01
