Влияние свойств взрывчатого вещества и горной массы на разрушение при однозарядном взрыве

При буровзрывных работах в горной добыче важную роль в разрушении горной породы наряду с газами взрывчатого вещества играют ударные волны. Более равномерное распределение энергии улучшает фрагментацию и повышает безопасность, снижает производственные затраты, увеличивает производительность и контролирует потери и обогащение руды. Результаты взрыва существенно зависят от выбора взрывчатого вещества и свойств встречаемой горной массы. В настоящем исследовании проанализированы влияния свойств горной массы и взрывчатого вещества на результаты взрыва с помощью численного моделирования на данных из тематического случая, а затем результаты моделирования валидированы по фрагментации полевого взрыва. Результаты показывают, что при заданных свойствах породы выбор взрывчатого вещества существенно влияет на получаемую фрагментацию. Высокоэнергетические ВВ (высокая скорость детонации и детонационное давление) способствуют крупным зонам разрушения в твёрдых породах, тогда как менее мощные ВВ обеспечивают более равномерное распределение энергии и образование трещин. Наличие структур в горной массе, таких как контакты и трещины, влияет на распространение ударных волн и образование трещин в зависимости от материальных свойств этих структур, интенсивности и ориентации, а также направления и силы падающей ударной волны. При встрече ударной волны с контактом её амплитуда усиливается при движении от мягкого к твёрдому материалу и ослабляется в противоположном направлении. Способность ударной волны вызвать разрушение на противоположной стороне контакта зависит от интенсивности переданной волны и прочности породы. Интенсивность переданной волны определяется силой падающей волны и контрастом акустического сопротивления между материалами на интерфейсе. Наличие трещин в горной массе влияет на распространение ударной волны в основном в зависимости от свойств заполнения трещины и угла падения волны на трещину. Менее сжимаемое, более жёсткое заполнение передаёт больше энергии. Также больше энергии передаётся в областях, где ударная волна попадает на трещину перпендикулярно. Трещины, параллельные свободной поверхности, обеспечивают дополнительное разрушение на противоположной стороне трещины. Другие параметры, такие как ширина трещины, её непрерывность, частота нарушений и расстояние от заряда, усиливают эти эффекты. Для достижения эффективной фрагментации проект взрыва должен смягчать влияние изменчивости горной массы за счёт подбора взрывчатого вещества и схемы закладки, чтобы обеспечить адекватное распределение энергии в рамках геометрических ограничений конструкции.