Анотація до роботи:

Шкуматов О.М. Удосконалення буропідривної технології проведення виробок шляхом управління імпульсом вибуху набоїв вибухових речовин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.15.04 - „Шахтне та підземне будівництво”. – Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2007 р.

У роботі запропоновано нове рішення задачі удосконалення буропідривної технології проведення виробок шляхом управління імпульсом вибуху набоїв вибухових речовин за рахунок використання в шпурі (свердловині) модифікованого рефрактору, який перерозподіляє імпульс вибуху, що розповсюджується вздовж вісі, у радіальний. Встановлені залежності імпульсу вибуху та обсягу вирви від параметрів рефракторів. Обґрунтовані раціональна форма, геометричні розміри та матеріали виготовлення модифікованих інертних та активних рефракторів.

Основні результати роботи знайшли промислове застосування на шахтах Донбасу.

Дисертація є завершеною науково – дослідною роботою, в якій на основі вперше встановлених закономірностей обтікання поверхні рефрактору УХ і ПД і формалізації залежностей осьового і радіального імпульсів вибуху набою ВР від параметрів рефракторів вирішена актуальна науково - технічна задача удосконалення буропідривної технології проведення виробок, що дозволяє підвищити її ефективність.

Основні наукові й практичні результати, які отримані під час виконання роботи, полягають у наступному:

1. Теоретично обґрунтована форма модифікованого рефрактора, що забезпечує формування конусу Маха в ударній хвилі та продуктах детонації у доній частині шпуру (свердловини).

2. За сукупністю експериментальних даних побудовані регресійні рівняння, що описують вплив параметрів рефрактору на величину осьового імпульсу вибуху набою ВР, що дозволило встановити раціональні інтервали відносних розмірів модифікованого рефрактору. При діаметрі набою d_набою: діаметр циліндричної частини D = d_набою; загальна довжина рефрактору Н = (1,67-1,94) d_набою; довжина циліндричної частини h = (0,34-0,40) H; радіус поверхні сполучення R = (0,28-0,33) d_набою; хвостова частина у виді циліндра діаметром d = (0,33-0,38) d_набою, що закінчується затупленим конусом довжиною 0,15H, напівкутом при вістрі = 41,4 і радіусом затуплення 0,18 d.

3. Встановлено, що застосування модифікованого інертного рефрактору з алебастру (гіпсу) призводить до зниження осьового імпульсу вибуху на 15,5%, збільшенню радіального - на 12,4%, посиленню фугасної дії вибуху на 73% і підвищенню ККД вибуху на 12%.

4. Модифікований активний рефрактор, який вміщує 90% і 10% пального компоненту (епоксидної смоли ), масою, яка дорівнює 0,5

маси набою, знижує осьовий імпульс вибуху на 58,1%, збільшує радіальний на 65,0%, посилює фугасну дію вибуху на 105%, а корисне використання енергії вибуху - на 22%.

5. Розроблена конструкція набою, що містить модифіковані рефрактори: активний – в доній частині шпуру (свердловини), інертний - з боку гирла. Її застосування посилює фугасну дію вибуху на 122% у порівнянні зі звичайним набоєм ВР.

6. Розроблене та затверджене «Руководство по совершенствованию взрывных работ при проведении горных выработок и разделке сопряжений на шахтах ПО Донецкуголь», що описує механізм дії та порядок застосування рефракторів.

Застосування конструкцій шпурових набоїв з модифікованими рефракторами дозволило підвищити КВШ на 22-26%, збільшити довжину заходки на 40-53%, скоротити число шпурів на 15,4%, що забезпечує підвищення швидкості проведення гірничих виробок на 23%. При цьому питома витрата ВР знизилася на 10,9%. Очікуваний економічний ефект - 847,56 грн/м.

Публікації автора:

1. Шевцов В.А., Шкуматов А.Н., Антипов И.В., Сирачев И.Ж., Проскуренко Д.А. Интенсификация буровзрывных работ в период реконструкции шахты // Наукові праці ДонНТУ: Серія гірничо-геологічна. – Донецьк: ДонНТУ, 2001. – Вып. 36. - С. 57–60.

2. Ализаев Г.Т., Шевцов В.А., Литвинов В.И., Шкуматов А.Н., Лабинский К.Н. Разработка параметров новых технических решений при производстве взрывных работ // Вісті Донецького гірничого інституту: Всеукраїнський науково-технічний журнал гірничого профілю. – Донецьк: ДонНТУ, 2002. - №2. – С. 71–74.

3. Шкуматов А.Н. Усовершенствованная конструкция шпуровых зарядов при разделке сопряжений горных выработок // Вісник Криворізького технічного

університету. – Кривий Ріг: КТУ, 2005. - №9. – С. 37–40.

4. Шкуматов А.Н. Обоснование параметров технических средств формирования импульса взрыва при строительстве горных выработок // Вісник Криворізького технічного університету. – Кривий Ріг: КТУ, 2006. – Вип. 14. – С. 41-45.

5. Шкуматов А.Н. Управление импульсом взрыва // Науковий вісник Національного гірничого університету. – Д.: НГУ, 2006. - №12. – С. 34-41.

6. Пат.21007 Україна МПК⁶ E21F 5/00 Забивка для шпурів і свердловин / С.О. Калякін, О.М. Шкуматов (Україна) – № u 200609978; замовл.18.09.06; надрук. 15.02.07. – Бюл. № 2.

7. Гудзь А.Г., Шкуматов А.Н. Горное машиностроение – основа прогрессивной технологии буровзрывных работ // Тезисы докл. МНТК «Прогрессивная техника и технология машиностроения». – Донецк: ДонГТУ, 1995. – С. 65-66.

8. Антипов И.В., Шкуматов А.Н. Моделирование производственных процессов методом группового учета аргументов // Проблемы экологии. – Донецк: ДонГТУ, 2000. - №1. - С. 5-9.

9. Шкуматов А.Н., Ромащенко Е.А. Совершенствование буровзрывных работ на шахте «Трудовская» ГХК «Донуголь» // Современные технологии строительства шахт и подземных сооружений. – Донецк: ООО «Норд Компьютер», 2002. – С. 24.

10. Shevtsov V., Shkumatov A., Labinskiy K., Moroz O., Proskurenko D. New technical solution in conducting mining excavations // Transactions of the VSB – Technical Uneversity Ostrava Mining and Geological Series.–2003.-№1.-С.137-140.

11. Шкуматов А.Н., Лобко П.В., Телятников С.А., Ткачук С.А., В. Кмент. Совершенствование взрывных работ на шахте «Лидиевка» ПО Донецкуголь // Современные технологии строительства шахт и подземных сооружений. – Донецк: «Норд - Пресс», 2003. – С. 16.

12. Шкуматов А.Н., Худечек В., Мороз О.К., Скоробагатая А.Ю. Обоснование параметров шпурового вкладыша для обеспечения его устойчивости // Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений. – Донецк: «Норд – Пресс», 2006. - №12. – С. 6-8.

Особистий внесок дисертанта в публікації, написані в співавторстві: [1, 2, 7] - дослідження впливу на імпульс вибуху геометричних розмірів рефракторів; [6] - обґрунтування раціональної форми модифікованого інертного рефрактору; [8] - описання алгоритму реалізації методу; [9, 11] - розробка методики проведення й узагальнення результатів шахтних випробувань рефракторів; [10] – встановлення впливу форми хвостової частини модифікованого рефрактору на розподіл продуктів детонації; [12] - постановка задачі і математичні розрахунки сталості рефрактору.