Приведены результаты экспериментальных исследований по определению временных параметров начала трещинообразования и сдвижения поверхности забоя выработки, что послужило основанием для выбора рациональных интервалов замедления при взрывании шпуровых зарядов взрывчатых веществ (ВВ). Приведен паспорт буровзрывных работ с опережающим врубом, прошедшим опытно-промышленную проверку в шахтных условиях.

Рассмотрены вопросы повышения эффективности буровзрывных работ при проведении выработок. Установлена необходимость совершенствования технологии проведения выработок с учетом напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Обоснована целесообразность дифференцированного распределения энергии взрывчатых веществ по площади забоя с учетом назначения и места расположения каждого шпурового заряда взрывчатых веществ.

Розроблено компоненти на основі екзотермічних сумішей, що складаються з хлорату натрію (окиснювача), дизельного палива, й на їх основі - конструкцію генератора тиску хімічного (ГТХ) з модифікатором горіння. Наведено розрахунки з визначення об'ємів газів і тиску, а також підбір компонентів з нульовим кисневим балансом. Доведено, що розміщення ГТХ у шпурі дає можливість створити тиск на його стінки, достатній для відділення блоку породи від масиву без порушення детонації. Наведено опис конструкції ГТХ, технології його виготовлення й розміщення в шпурі безпосередньо в вибої.

Наведено результати випробувань шпуро-накладних зарядів з АС у порівнянні зі шпуровими й накладними зарядами з промислових ВВ і АС. Викладено технологію руйнування негабаритних блоків вибухами шпуро-накладних зарядів з АС. Наведено результати оцінки техніко-економічної ефективності розробленої технології у порівнянні з існуючою на кар'єрах ВАТ "ДФДК".

Вирішено проблему підвищення ефективності підземного видобутку руди шляхом застосування науково-обгрунтованих методів керування параметрами буровибухових робіт і обвалення порід з урахуванням енергетичних характеристик розроблених вибухових речовин (ВР), а також фізичних властивостей гірських порід. Установлено можливість регулювання енергетичних характеристик ВР залежно від фізичних властивостей гірських порід на базі створення вибухової композиції, яка складається з безтротилових найпростіших водонаповнених вибухових сумішей типу "Гідродін" і екзотермічної суміші. Встановлено кількісний взаємозв'язок між величиною лінії найменшого опору кожного наступного заряду та шириною оголеної поверхні, утвореної вибухом попереднього, що дозволяє врахувати їх місце розташування відносно межі оголення та підвищений опір дії напружень зсуву та зрізу за торцевого та бокового затискання. Обгрунтовано можливість зниження величини гірського тиску на глибоких горизонтах шахт шляхом локалізації зон зрушення порід висячого боку та земної поверхні за рахунок спорудження запобіжних ціликів з розпушених порід у разі їх ущільнення вибухом. Розроблено методику вибору параметрів ущільнюювальних зарядів різної форми й орієнтації з урахуванням фізичних властивостей підривних порід, їх напружено-деформованого стану та необхідної величини посування матеріалу, що ущільнюється вибухом. Ефективність розроблених технологій забезпечується диференційованим вибором оптимальних параметрів процесів залежно від факторів впливу. Шляхом спільної реалізації розроблених технологій і параметрів процесів

Доведено, що під час вибуху шпурового заряду ВР процес утворення отруйних окисів азоту цілком завершується до появи тріщин на стінках шпуру в гірничому масиві, який його оточує. Експериментально встановлено, що у разі камуфлетного висаджування зарядів з коефіцієнтом зарядження, який дорівнює одиниці, окиси азоту практично не утворюються. Експериментально доведено, що критеріальна формула, яка встановлює умови камуфлетного висаджування свердловинних зарядів, також придатна для камуфлетного висаджування шпурових зарядів. Дані умови враховують параметри заряду (довжину, насипну та фізичну густини), коефіцієнт зарядження та усереднений тиск газів вибуху в зарядній камері. Отримано структурну формулу для визначення загальної довжини сипучої набійки у разі камуфлетного висаджування, характерною рисою якої є врахування протяжності ділянки устя, що не ущільнюється під час вибуху за рахунок явищ відколювання. Вперше встановлено аналітичну залежність даної протяжності від насипної густини набійки, площі поперечного перерізу шпуру, лінії найменшого опору та повної (гауссівської) кривизни хвилі розрідження.

Досліджено питання удосконалення буровибухової технології проходки вертикальних стволів шляхом керування динамічною дією вибуху на оббурений гірський масив за рахунок використання розосереджених шпурових зарядів, які формують пульсуючий режим детонації пасивної частини заряду. Вперше одержано аналітичну залежність для визначення посування вибою вертикального ствола за рахунок першої та другої фаз прибирання породи, а також глибини "стаканів" шпурів. Експериментально встановлено та теоретично обгрунтовано умови перерозподілу імпульсу вибуху вздовж шпура. Вперше виявлено пульсуючий характер розповсюдження детонації в пасивній частині набою, описано механізм даного явища. Визначено раціональні параметри розосереджених шпурових зарядів для вертикальних стволів. Основні результати наукового дослідження застосовано для прохідки вертикальних стволів на шахті "Червоноармійська-Західна N 1" та руднику "Вдалий".

Виявлено, що ефективність підривних робіт під час проходки вертикальних стволів знижується у зв'язку з груповими неповними детонаціями та відмовами внаслідок переміщення патронів вибухових речовин (ВР) вздовж шпура під впливом вибуху зближеного заряду та порушення його суцільності під дією процесу воронкоутворення. Експериментально встановлено залежність зміни величини переміщення патронів ВР шпурового заряду у часі та максимальну дальність передачі детонації між патронами через воду. Вперше запропоновано параметр "фактична енергія продуктів вибуху зарядів у шпурі", що враховує коефіцієнт зарядження шпура. На базі аналітичних досліджень встановлено залежність максимально можливого значення радіуса воронки вибуху від параметра повної енергії продуктів вибуху заряда у шпурі за різних умов. Підтверджено доцільність використання зворотного способу ініціювання шпурових зарядів ВР у процесі здійснення підривних робіт під час проходки вертикальних шахтних стволів. Запропоновано конструкції патрона-бойовика та шпурового заряда ВР для реалізації зворотного способа ініціювання зарядів ВР. На базі одержаних результатів розроблено технологію буропідривних робіт під час проходки вертикальних шахтних стволів.

Розглянуто питання підвищення ефективності проведення гірничих виробок за буропідривною технологією за допомогою використання донної набійки. Розкрито механізм взаємодій продуктів детонації у детонаційному фронті та донної набійки під час вибуху шпурового заряду вибухових речовин (ВР). Розроблено математичену модель взаємодії продуктів детонації з донною набійкою. Одержано аналітичну залежність для визначення довжини зони розклинювання донної набійки продуктами детонації. Встановлено залежність між зонами розклинювання донної набійки продуктами детонації та впливу гідроудару на межі набійка - дно шпура. Створено методику розрахунку ефективних параметрів донної набійки, підтверджену лабораторними та шахтними дослідженнями. Обгрунтовано технологічні регламенти проведення виробок за буропідривною технологією з використанням донної набійки. Здійснено промислове впровадження одержаних результатів під час проведення вентиляційного ходка на ш/у ім.О.О.Скочинського.

Розглянуто механізм та умови запалення метаноповітряних сумішей під час вигоряння високозапобіжних вибухових речовин (ВР) V і VI класів, який полягає в тому, що підпалювання відбувається відкритим полум'ям, яке виникає під час виходу фронту горіння на торець або бічну поверхню патрона. Встановлено закономірність впливу теплофізичних властивостей компонентів складу ВР на його стійкість до вигоряння. Розроблено методику розрахунку схильності ВР до підпалювання за його компонентним складом, що дозволяє шляхом розрахунку визначити тип і кількість інгібітора, який вводиться до складу нової ВР для надання їй стійкості до вигоряння. Встановлено, що зменшення наважки вторинного заряду електродетонатора (ЕД) дає змогу знизити імовірність підпалювання патрона ВР таким ЕД. Одержано математичну модель імовірності підпалювання патрона бойовика залежно від маси вторинного заряду ЕД, на базі якої створено нові ЕД зі зниженою здатністю до підпалювання.

Досліджено питання ефективного руйнування масивів міцних скельних порід шпуровими зарядами у конструкціях прямих східчастих врубів. Розвинуто аналітичні методи числового розрахунку процесів підривного навантаження скельних масивів, зокрема, модифіковано метод "великих частинок" і методику розрахунку пружного хвильового поля дії подовженого заряду на початкову воронку викиду. Здійснено комплексні дослідження процесів початкового воронкоутворення та її східчастого поглиблення за умов руйнування масиву зарядами прямих врубових конструкцій за допомогою числового моделювання та натурного експерименту. Установлено закономірності утворення областей вибухового руйнування одиночними та парними шпуровими зарядами залежно від параметрів їх закладення. Обгрунтовано методику детального розрахунку елементів закладення зарядів у конструкціях прямих східчастих врубів. Для складних гірничо-геологічних умов проведення польових виробок розроблено конструкцію посиленого східчастого врубу.

Проанализировано современное состояние технологии взрывных работ (ВР) при проходке вертикальных стволов (ВС). Рассмотрены вопросы установления глубины воронки рыхления и "стаканов" шпуров после производства ВР в ВС. Приведены результаты исследований действия взрыва заряда с инертными промежутками между патронами взрывчатых веществ (ВВ) на окружающую среду, обоснование конструкции шпуровых зарядов (ШЗ) и схем расположения шпуров для повышения эффективности ВР при проходке ВС. Описаны способы повышения эффективности буровзрывной технологии проведения горных выработок, процессы, протекающие в донной забойке (ДЗ) при взрыве ШЗ, определены параметры ДЗ и её эффективность. Внимание уделено проблемам безопасности ВР при проходке ВС. Раскрыты причины отказов и неполных детонаций зарядов ВВ при проходке ВС. Освещена динамика подвижки патронов ВВ в водозаполненных вертикальных шпурах взрывом сближенных ШЗ. Даны рекомендации по разработке и практической реализации эффективной технологии буровзрывных работ при строительстве ВС.

Теоретично досліджено вплив форми заряду вибухової речовини на розподіл полів напружень та ефективність спрямованого розколу. Обгрунтовано вплив концентраторів напружень на величину та розподіл напружень поблизу них у разі впливу динамічних навантажень на гірський масив. Встановлено вплив імпульсних навантажень, створюваних різними способами, на зміну міцності матеріалу моделей з часом після імпульсного впливу. Визначено, що після дії вибуху в зоні тріщиноутворення відбувається процес закриття мікротріщин, який сповільнюється через наявність у них проникних газоподібних продуктів детонації. Час зменшення тріщин залежить від кількості газоподібних продуктів детонації. Встановлено, що процес відновлення міцності тісно пов'язаний з процесом дегазації продуктів детонації, які проникають до утворених мікротріщин під час вибуху. Доведено, що застосування зарядів еліптичної форми в пружно-пластичних оболонках змінної товщини із вставками для спрямованого руху газодинамічних потоків зменшує хвильову дію в довколишню породу й активізує утворення тріщин, орієнтованих у напрямі розколу, який в 1,3 - 1,7 раза збільшує відстань між суміжними шпурами.

Проведено дослідження умов застосування запобіжних вибухових речовин (ЗВР) під час вибухових робіт і чинників, що впливають на антигризутність їх зарядів. Визначено рівень запобіжних властивостей ЗВР у метано-повітряній суміші (МПС) з урахуванням дії солей, що інгібує. Показано, що під час вибухових робіт у вугільних шахтах забезпечення безпеки руйнування газоносних гірничих масивів, що виділяють горючі гази, може бути досягнуто тільки застосуванням високозапобіжних ВР, стійких до вигоряння і способів підривання шпурових зарядів. Виявлено нові властивості солей-інгібіторів і сукупний їх вплив на запобіжні властивості ВР. Наведено концепцію безпечного впровадження вибухових робіт у вугільних шахтах під час руйнування газоносних гірничих масивів, що полягає у використанні зарядів високозапобіжних ВР, способу зворотного ініціювання цих зарядів і гідропідривання для запобігання під час вибухових робіт вибухам горючих газів і виключення негативного впливу людського чинника.

Приведены результаты натурных исследований процесса разрушения горных пород шпуровыми зарядами невзрывчатых разрушающих веществ в условиях подземных горных выработок при разрушении негабаритных блоков и ведении подрывки пород почвы, представленных прочными песчаниками.

Цель работы - оценка влияния поверхностно-активных веществ (ПАВ) в зоне разрушения горных пород на интенсивность их дробления при воздействии импульсных нагрузок. Использовано взрывное неразрушающее импульсное нагружение образцов лабрадорита с их последующим одноосным сжатием. Попадание ПАВ в микротрещины в зоне разрушения снизило предел прочности породы при статических нагрузках в среднем на 23 - 25 %. Полученные результаты свидетельствуют о том, что вследствие уменьшения поверхностной энергии на контактах минеральных образований, под действием ПАВ, существенно снижается прочность горных пород. В процессе исследований установлено влияние среды между зарядом взрывчатых веществ и стенкой шпура на эффективность передачи энергии взрывного воздействия и интенсивность дробления горной породы. При заполнении шпура водой или раствором ПАВ в результате взрывного воздействия происходит разрушение породы на множество мелких осколков, что свидетельствует о более высокой эффективности передачи энергии взрыва в разрушаемую часть массива. При взрывной отбойке трещиноватых обводненных массивов часть энергии взрыва расходуется на изменение кинетической энергии движения жидкости в пустотах и трещинах массива, что зависит от степени его обводненности и трещиноватости.

Цель работы - оценка влияния воздействия упругой волны сжатия на изменение детонационных характеристик шпуровых зарядов патронированных эмульсионных взрывчатых веществ (ЭВВ). Измерены изменения скорости распространения детонационной волны во времени по заряду ЭВВ под воздействием упругой волны сжатия на заданных расстояниях от источника колебания. По результатам экспериментальных исследований для патронированных ЭВВ диаметром 32 мм получена зависимость скорости детонации от плотности ЭВВ. Установлен диапазон плотности, при котором достигается максимальное значение скорости детонации, и значения критической плотности, при котором ЭВВ теряет способность устойчиво воспринимать инициирующий импульс и детонировать от капсюль-детонатора с навеской 0,6 г PENT. В ходе работы выполнена оценка влияния упругой волны, генерируемой взрывом заряда, на деформирование и развитие детонационных процессов в соседних шпуровых зарядах ЭВВ. Установлено, что воздействие упругой волны сжатия вызывает в заряде ЭВВ изменение плотности массы за счет объемной деформации сжатия и последующей разгрузки. Полученные результаты исследований позволяют сформулировать задачи для выработки рекомендаций по выбору оптимальных параметров проведения буровзрывных работ с применением ЭВВ в проходческих забоях шахт и рудников.

Вдосконалено технологічні параметри статико-динамічного методу видобування кам'яних блоків. Досліджено процес зародження тріщини лінією шпурів за статичних навантажень і одержано аналітичну формулу для розрахунку технологічних параметрів - тиску та відстані між шпурами залежно від їх радіуса і властивостей гірської породи. Обгрунтовано можливість створення технологічного обладнання для реалізації дифракційних режимів резонансного типу для якісного відколювання кам'яних блоків у разі гармонічного навантаження шпурів. Розроблено оригінальну методику для експериментального дослідження взаємодії статичних і динамічних полів напружень під час видобутку кам'яних блоків статико-динамічним шпуровим методом.

Вирішено актуальну науково-технічну задачу щодо обгрунтування параметрів способу вибухового руйнування гірських порід (ГП) з урахуванням напруженого стану масиву у вибої виробки, що має важливе значення для вуглевидобувної галузі. Організовано та проведено комплексні шахтні, лабораторні, полігонні та аналітичні дослідження ефективності використання нових сполук твердіючих сумішей, що застосовуються як набійка, під час проведення капітальних виробок у напружених ГП. Розроблено новий спосіб відбивання напружених ГП з використанням в конструкції врубових шпурових зарядів набійки з твердіючих матеріалів, що забезпечує рівномірне подрібнення породи, збільшення коефіцієнту використання шпурів і відповідає всім нормативним вимогам технологічної та екологічної безпеки.

Розроблено устаткування для дослідження швидкоплинних процесів, що протікають під час детонації шпурових зарядів. Досліджено неідеальний режим детонації сумішевих вибухових речовин з урахуванням щільності патронування, діаметру заряду вибухових речовин (ВР) і вмісту сенсибілізатору. Запропоновано новий механізм прояву канального ефекту під час детонації шпурових зарядів ВР. Показано вплив перерозподілу напружень у масиві, що руйнується шпуровими зарядами, на зміну швидкості розповсюдження повздовжньої хвилі, та у залежності від неї й ударної адіабати породного масиву обгрунтовано радіус його руйнування. Обгрунтовано критичні умови передачі детонації між патронами ВР та обгрунтовано конструкцію шпурового заряду, що забезпечує максимальне виділення енергії у масив. Обгрунтовано час уповільнення між групами шпурів і відстані між ними під час проектування схеми їх розташування.