Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, Санкт-Петербург, Россия

Маринин М. А., зав. кафедрой взрывного дела, канд. техн. наук, marinin_ma@pers.spmi.ru

Представлены методика и алгоритм автоматизированного расчета параметров буровзрывных работ на заданный гранулометрический состав взорванной горной массы при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Данный подход учитывает прочностные свойства и трещиноватость массива, технологические параметры разработки и характеристики взрывчатых веществ. Алгоритм основан на расчете линии наименьшего сопротивления с учетом зоны трещинообразования при взрыве цилиндрического скважинного заряда и последующем подборе параметров БВР под заданный выход среднего/средневзвешенного куска или определенного процента выхода некондиционной фракции по модели Кузнецова – Раммлера. Методика и алгоритм применяются в образовательном процессе при подготовке студентов по специальности «Горное дело» и рекомендуются при разработке типовых проектов и проектов на массовый взрыв.

1. Cameron P., Drinkwater D., Pease J. The ABC of Mine to Mill and Metal Price Cycles // Proceedings of the 13^th AusIMM Mill Operators' Conference 2016. – Melbourne : The Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 2016. P. 349–358.
2. Tokarenko A., Timofeyev I., Kilin S., Valery W., Valle R. et al. Increasing Production at Polyus Gold Blagodatnoye with Holistic Optimization from Mineto-Plant // Procemin 2017: 13^th International Mineral Processing Conference, 4^th International Seminar on Geometallurgy. – Chile, 2017.
3. Егоров В. В., Волокитин А. Н., Угольников Н. В., Соколовский А. В. Обоснование параметров и технологии производства буровзрывных работ, обеспечивающих требуемую кусковатость // Горная промышленность. 2021. № 3. С. 110–115.
4. Zhang Z.-X., Sanchidrián J. A., Ouchterlony F., Luukkanen S. Reduction of Fragment Size from Mining to Mineral Processing: A Review // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2023. Vol. 56. Iss. 1. P. 747–778.
5. Valery W., Duffy K., Holtham P., Reple A., Walker P. et al. Techno-economic evaluation of bulk ore sorting for copper ore at the PanAust Phu Kham operation // IMPC 2016: XXVIII International Mineral Processing Congress Proceedings. – Québec, 2016.

6. Workman L., Eloranta J. The Effects of Blasting on Crushing and Grinding Efficiency and Energy Consumption // Proceedings of the 29^th Annual Conference on Explosives and Blasting Technique. – Nashville, 2003.
7. Виноградов Ю. И., Хохлов С. В. Метод расчета параметров буровзрывных работ на заданный гранулометрический состав взорванной горной массы // ГИАБ. 2015. Спец. выпуск 19. С. 20–29.
8. Marinina O., Kirsanova N., Nevskaya M. Circular Economy Models in Industry: Developing a Conceptual Framework // Energies. 2022. Vol. 15. Iss. 24. ID 9376.
9. Виноградов Ю. И., Хохлов С. В., Зигангиров Р. Р., Мифтахов А. А., Суворов Ю. И. Оптимизация удельных энергозатрат на дробление горных пород взрывом на месторождениях со сложным геологическим строением // Записки Горного института. 2024. Т. 266. С. 231–245.
10. Fomin S. I., Ivanov V. V., Semenov A. S., Ovsyannikov M. P. Incremental openpit mining of steeply dipping ore deposits // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020. Vol. 15. No. 11. P. 1306–1311.
11. Loginov E., Ligotsky D., Argimbaev K. Averaging the operating stripping ratio for sinking mining systems based on mathematical simulation // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1614. ID 012050.
12. Хохлов С. В., Виноградов Ю. И., Маккоев В. А., Абиев З. А. Влияние скорости детонации взрывчатых веществ на степень предразрушения горной породы при взрыве // Горные науки и технологии. 2024. Т. 9. № 2. С. 85–96.
13. Ковалевский В. Н., Мысин А. В., Сушкова В. И. Теоретические аспекты технологии взрывной отбойки блочного камня // Горные науки и технологии. 2024. Т. 9. № 2. С. 97–104.
14. Афанасьев П. И. Анализ параметров ударных волн на стенке взрывной полости при преломлении детонационных волн через воздушную и водную среду // Устойчивое развитие горных территорий. 2023. Т. 15. № 3(57). С. 505–515.
15. Вохмин С. А., Курчин Г. С., Шевнина Е. В., Кирсанов А. К., Костылев С. С. Прогнозирование гранулометрического состава отбитой горной массы при отработке месторождений открытым способом // Известия вузов. Горный журнал. 2020. № 1. С. 14–24.
16. Cunningham C. V. B. The Kuz-Ram Model for Prediction of Fragmentation from Blasting // Proceedings of the First International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. – Lulea, 1983. Vol. 2. P. 439–454.
17. Cunningham C. V. B. The Kuz-Ram fragmentation model – 20 years on // Proceedings of the 3rd European Federation of Explosives Engineers World Conference on Explosives and Blasting. – Brighton, 2005. Vol. 4. P. 201–210.
18. Ouchterlony F. The Swebrec© function: linking fragmentation by blasting and crushing // Mining Technology: Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy. 2005. Vol. 114. Iss. 1. P. 29–44.
19. Kansake B. A., Temeng V. A., Afum B. O. Comparative Analysis of Rock Fragmentation Models – A Case Study // Proceedings of the 4th UMaT Biennial International Mining and Mineral Conference. – Tarkwa, 2016.
20. Саадун А., Фредж М., Букарм Р., Хаджи Р. Анализ дробления с использованием цифровой обработки изображений и эмпирической модели (KuzRam): сравнительное исследование // Записки Горного института. 2022. Т. 257. C. 822–832.
21. Ишейский В. А., Рядинский Д. Э., Магомедов Г. С. Повышение качества дробления горных пород взрывом за счет учета структурных особенностей взрываемого массива // ГИАБ. 2023. № 9-1. С. 79–95.
22. Нуриан А., Мумиванд Х. Модель оценки индекса однородности распределения Розина-Раммлера фрагментов породы по размеру при взрывном разрушении // ФТПРПИ. 2020. № 1. С. 54–65.
23. Esen S. Evaluating the Fragmentation Data from Copper and Gold Mines // 43^rd Annual Conference on Explosives & Blasting Technique. – Florida, 2017.
24. Казьмина А. Ю. Обоснование параметров буровзрывных работ при разрушении скальных пород скважинными зарядами конечной длины: на примере ЗАО «Гавриловское карьероуправление» : автореф. дис. … канд. техн. наук. – СПб., 2013. – 20 с.
25. Боровиков В. А., Ванягин И. Ф. Моделирование действия взрыва при разрушении горных пород. – М. : Недра, 1990. – 231 с.
26. Афанасьев П. И., Менжулин М. Г. Изменение среднего размера куска в зоне дробления на основе расчета диссипации энергии // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2022. № 4. С. 408–419.
27. Кузнецов В. М. Математические модели взрывного дела. – Новосибирск : Наука, 1977. – 262 с.
28. Lilly P. A. The use of the Blastability Index in the design of blasts for open pit mines // Proceedings of Western Australian Conference on Mining Geomechanics. – Kalgoorlie, 1992. P. 421–426.
29. Alipour A., Mokharian M., Chehreghani S. An Application of Fuzzy Sets to the Blastability Index (BI) Used in Rock Engineering // Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2018. Vol. 62. No. 3. P. 580–589.
30. Kosolapov A. I. Modern Methods and Tools for Determining Drillability and Blastability of Rocks // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 459. No. 2. ID 022097.
31. Elahi E. New Model of Burden Thickness Estimation for Blasting of Open Pit Mines // International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2021. Vol. 34. No. 5. P. 1381–1389.
32. Isheyskiy V., Martinyskin E., Smirnov S., Vasilyev A., Knyazev K. et. al. Specifics of MWD Data Collection and Verification during Formation of Training Datasets // Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 8. ID 798.
33. Teale R. The concept of specific energy in rock drilling // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1965. Vol. 2. Iss. 1. P. 57–73.
34. Маринин М. А., Афанасьев П. И., Сушкова В. И., Устименко К. Д., Ахметов А. Р. Опыт применения модели Кузнецова-Раммлера при описании распределения грансостава взорванной горной массы // ГИАБ. 2023. № 9-1. С. 96–109.
35. Маринин М. А., Рахманов Р. А., Аленичев И. А., Афанасьев П. И., Сушкова В. И. Изучение влияния гранулометрического состава взорванной горной массы на производительность экскаватора WK-35 // ГИАБ. 2023. № 6. С. 111–125.
36. Аленичев И. А., Рахманов Р. А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера // Записки Горного института. 2021. Т. 249. С. 334–341.
37. Должиков В. В., Рядинский Д. Э., Яковлев А. А. Влияние интервалов замедления на амплитуды волн напряжений при изучении модели взрыва системы скважинных зарядов // ГИАБ. 2022. № 6-2. С. 18–32.