Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка инновационной технологии разрушения горного массива при освоении пластовых месторождений полезных ископаемых.

Докладчик: Викторов Сергей Дмитриевич

Должность: зам. директора ИПКОН РАН, зам. директора ИПКОН РАН

Цель проекта:
1. Формулировка задачи/проблемы, на решение которой направлен реализуемый проект: Повышение экономической эффективности разработки пластовых месторождений полезных ископаемых за счет ранее неиспользованных резервов технического характера с учетом ограничений, связанных с безопасным ведением работ в непосредственной близости от границ карьеров и воздействием взрывных импульсов на подземные выработки. 2. Цель проекта: Разработка и научное обоснование технологии взрывной подготовки горного массива повышающей эффективность освоения пластовых месторождений полезных ископаемых, учитывающей ограничения по воздействию взрывных импульсов на подземные выработки, ведущиеся в непосредственной близости от границ карьеров.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Основными результатами являются:
- методика управляемого взрывного дробления горных пород и алгоритм расчетов взрывного разрушения горных пород на пластовых месторождениях полезных ископаемых.
- разработка инновационной техники и технологии получения пористой аммиачной селитры на основе исследований фазовых переходов;
- разработка технологии применения пористой аммиачной селитры, полученной по новому методу;
- разработка технологии применения отработанного моторного масла в качестве горючего компонента при изготовлении смесевых составов.
2. Основные характеристики планируемых результатов, планируемой научной (научно-технической, инновационной) продукции:
- удерживающая способность поризованной селитры по дизельному топливу должна быть не менее 5 % в течение 5 суток (оценка по методике ТУ 7276-01-04683349-96);
- составы с поризованной аммиачной селитрой, моторным маслом в качестве горючего компонента и эмульсией должны обеспечить устойчивость детонации в зарядах в бумажной гильзе диаметром 200 мм на длине не менее 1 метра при соотношении компонентов:
эмульсионный состав - 50 %; поризованная аммиачная селитра - 47,25 %; отработанное моторное масло в качестве горючего компонента - 2,75 %;
- производительность получения поризованной аммиачной селитры на пилотной установке не менее 10 кг/час;
- допустимая скорость колебаний, зависящая от свойств горных пород, расстояния от места взрыва до охраняемых сооружений, требований к сооружениям, условий взрывания и величины заряда, должна соответствовать требованиям Единых правил безопасности при взрывных работах;
- оценка адекватности имитационной модели термического воздействия для изменения структуры аммиачной селитры осуществляется по средним значениям модели и системы, а оценка чувствительности - по входным параметрам и относительным приращениям наблюдаемой переменной.
3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений подтверждается наличием оформленных заявок на получение патентов по разработке новой технологии получения поризованной аммиачной селитры и на разработку компьютерной программы для апробации имитационной модели термического воздействия для изменения структуры аммиачной селитры.
4. В процессе патентного поиска в отечественных и зарубежных источниках, судя по прототипам, материалы заявки на получение патента соответствуют мировому уровню.
5. Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски:
- выбор методов повышения эффективности и безопасности разрушения горного массива с учетом имеющихся ограничений при освоении пластовых месторождений;
- выбор вида технологий разрушения горного массива, обеспечивающих повышение эффективности освоения пластовых месторождений;
- обоснование эффективности применения и выбор вида аммиачной селитры в эмульсионных составах, применяемых на разрезах;
- разработка инновационной технологии получения поризованной аммиачной селитры в условиях горного предприятия;
- установление особенностей разрушения горного массива вблизи границ карьеров с учетом наличия горных выработок;
- создание технологического комплекса изготовления пористой аммиачной селитры для повышения эффективности разрушения в сопоставлении с существующими аналогами.
Выполнения работ по проекту согласованы со всеми заинтересованными сторонами, что сводит ограничения и риски при выполнении проекта к минимуму.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты теоретических исследований будут востребованы в научно-исследовательских и учебных институтах горного профиля. Основными потребителями результатов являются горные предприятия СУЭК, применяющие взрывчатые составы на базе гранулированной аммиачной селитры.
2. Потенциальными потребителями результатов работы по проекту являются практически все горнодобывающие предприятия РФ (горнодобывающие предприятия, работающие при открытом и открыто-подземном способах добычи минерального сырья), ведущие разработку угольных и рудных месторождений полезных ископаемых с применением буровзрывных работ на базе комплексов местного изготовления взрывчатых составов.
3. Впервые сделано теоретическое рассмотрение действия взрыва при крупномасштабном взрывании в сложных горно-геологических условиях, включая селективную отбойку. Открываются новые возможности по управлению процессами передачи и распределения в разрушаемом массиве энергии взрыва. Рассмотрено теоретическое действие энергии направленного взрыва за счет применения зарядов различной формы, которое реализуется путем замены единичного заряда большого диаметра на пучок сближенных, эквивалентных по общей энергии зарядов различной формы.

Текущие результаты проекта:
1. Определены перспективные направления и выбран тип взрывчатых веществ для разработки
инновационной технологии разрушения горного массива при освоении пластовых
месторождений полезных ископаемых на основе современной научно-технической, нормативной,
методической литературы.
2. Выявлена патентоспособность решений по выбору вариантов инновационной технологии
разрушения горного массива.
3. Направления теоретических и экспериментальных исследований по разработке вариантов
инновационной технологии разрушения горного массива.
4. Основы методики управляемого взрывного дробления горных пород на пластовых
месторождениях полезных ископаемых.
5. Имитационная модель термического воздействия для изменения структуры аммиачной селитры.
6. Алгоритм расчетов взрывного разрушения горных пород на пластовых месторождениях.
7. Промежуточный отчет о ПНИ
8. Материалы для подачи заявки на патент по технологии получения поризованной аммиачной
селитры.
9. Геологические данные Олонь-Шибирского месторождения. Физико-механические и
технологические свойства горных пород.
10. Оборудование для подготовки компонентов и изготовления эмульсии на смесительно-
зарядном пункте. Участки подготовки растворов компонентов (окислителей и масел) и
изготовления эмульсии.