Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

УДК 622.341.1+622.272:330.111.4

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

Розробка ресурсозберігаючої технології підземної відбійки міцних і надто міцних залізних руд

Спеціальність 05.15.02 - підземна розробка родовищ корисних копалин

Римарчук Борис Іванович

Кривий Ріг 2007

Загальна характеристика роботи

підземна відбійка залізна руда

Актуальність теми. Розробка родовищ багатих руд Кривбасу досягла значних глибин: шахта “Ювілейна” ВАТ “Суха Балка” працює на глибині 1500 м, а шахти ВАТ “КЗРК” ім. Леніна, “Родіна”, “Жовтнева”, “Гвардійська” працюють на глибинах 1200-1300 м і вже виконують поглиблення стволів до 1500 м. Нижче глибини 1500 м відпрацювання багатих руд при існуючих технологіях їх видобутку стає нерентабельним. Забезпеченість рудників Кривбасу запасами багатих руд у проектних контурах до глибини 1500 м складає 304 млн. т, що зумовлює термін їх відробки 15-30 років. У рудних полях шахт Кривбасу є 6,2 млрд. т магнетитових кварцитів (3,7 млрд. т, затверджених Державним комітетом запасів (ДКЗ), і 2,5 млрд. т розвіданих, але не затверджених ДКЗ). Протягом часу, що залишився на відпрацювання покладів багатих руд, необхідно підготуватися до видобутку магнетитових кварцитів. Крім того, розпочинати його слід одночасно зі зниженням об'ємів видобутку багатих руд, поступово збільшуючи обсяги до проектної потужності шахти; тільки в цьому разі буде досягнута рентабельність виробництва.

Виходячи з цього, можна передбачити, що через 10-15 років розпочнеться значне зростання обсягів видобутку магнетитових кварцитів підземним способом. Оскільки їх збагачення буде проводитись переважно на збагачувальних фабриках Центрального і Північного гірничо-збагачувальних комбінатів, то собівартість видобутку кварцитів підземним способом повинна бути в межах 35-51,4 грн./т, що забезпечить їх рентабельну переробку. Щоб укластися в цю собівартість, потрібно орієнтуватись на найбільш економічні технології видобутку.

Обґрунтування й розробка ресурсозберігаючої технології видобутку магнетитових кварцитів із собівартістю в межах економічно доцільної дозволить надовго продовжити життя підземним рудникам Кривбасу й забезпечити сировиною металургійну промисловість України. Таким чином, тема дисертаційної роботи, присвяченої вирішенню зазначеної проблеми, є своєчасною й актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. В основу дисертаційної роботи покладено результати, отримані автором при виконанні науково-дослідних робіт “Технологія відбивання руди за допомогою концентрованих зарядів в масиві, оконтуреному екрануючими щілинами” (№ 1_30-96); “Дослідження та розробка великомасштабної технології відбивання залізних руд, що забезпечує зниження собівартості видобутку руди та підвищення продуктивності праці” (КНД 3-88-2-94); “Розробка способів відпрацювання потужних покладів залізних руд з одночасним великомасштабним висадженням концентрованих зарядів і глибоких свердловин” (№ ДР 0195 U 022540), “Програма реструктуризації гірничорудних підприємств Криворізького басейну з підземного видобутку залізної руди” (Рішення колегії № 6/3 від 20.12.2000), а також при розробці галузевих програм Міністерства промислової політики, що виконуються інститутом “Кривбаспроект”.

Мета роботи - підвищення ефективності технології підземного видобутку міцних і надто міцних залізних руд, що забезпечує їх конкурентноздатність на світовому ринку.

Задачі дослідження:

- виконати теоретичні й експериментальні дослідження з визначення оптимальних розмірів конструктивних елементів вертикального концентрованого заряду й параметрів вибухового обвалення масиву гірських порід;

- розробити технологію створення екрану й визначити його основні параметри, за яких буде досягнуте якісне дроблення масиву та значне зниження сейсмічного ефекту;

- розробити технологію виробництва найпростішої ВР типу ігданіт з високою фізичною стабільністю й вибуховими характеристиками;

- розробити й упровадити технологію відбійки міцних і надто міцних залізних руд із застосуванням концентрованих зарядів ігданіту, виробленого за розробленою технологією й екрануванням хвильової енергії вибуху в об'ємі обвалюваного блоку;

- виконати техніко-економічну оцінку розробленої технології в умовах застосування її на відробці потужних покладів магнетитових кварцитів.

Ідея роботи полягає у використанні отриманих закономірностей з механізму вибухового руйнування міцних і надто міцних залізних руд концентрованими зарядами при локалізації енергії вибуху в межах руйнованої ділянки.

Об'єктом досліджень є процес вибухового руйнування міцних і надто міцних залізних руд в умовах об'ємного екранування хвильової енергії вибуху.

Предмет досліджень - вертикальні концентровані заряди ВР, екрани з порушених порід і вибухові речовини, використовувані для відбійки руди.

Методи досліджень. Поставлену в роботі мету досягнуто застосуванням комплексного методу досліджень з узагальненням, аналізом і оцінкою практичного досвіду й наукових досягнень у галузі теорії вибуху, технологій відбійки і виробництва вибухових речовин. Результати теоретичних досліджень було підтверджено лабораторними й промисловими експериментами.

Основні наукові положення, що захищаються:

1. Ефективність руйнування порід вибухом концентрованого заряду ВР досягається за рахунок оптимізації його параметрів, фізичних і вибухових характеристик найпростішої ВР типу ігданіт та об'ємної локалізації хвильової енергії вибуху в межах обвалюваної ділянки шляхом створення відбиваючих екранів за всіма гранями, які оконтурюють руйновану ділянку.

2. Оптимізація параметрів вертикального концентрованого заряду ВР (ВКЗ) досягається встановленням доцільного співвідношення його довжини до діаметру, параметрів породної подушки (набійки) в його основі та повітряної порожнини над ним. Оптимальне відношення довжини заряду до його діаметру знаходиться в межах 5-8, висота повітряної порожнини пов'язана прямою залежністю з потужністю застосовуваної ВР й оберненою залежністю з міцністю порід, які підриваються. Для зарядів з найпростішою ВР типу ігданіт відношення висоти повітряної порожнини до довжини заряду дорівнює 0,7, а висота породної подушки, яка забезпечує повну ізоляцію від прориву вибухових газів у підземний простір, дорівнює 6-7 м.

3. Високий ступінь дроблення міцних руд при їх масовому відбиванні, що сприяє ресурсозбереженню підземного видобутку, досягається застосуванням ВКЗ з найпростіших безтротилових ВР (типу ігданіт), отриманих за розробленою технологією, у якій використовується властивість аміачної селітри при нагріванні до температури модифікаційного переходу (32,3 С) збільшуватись в обсязі на 4,1 % з утворенням мікротріщин, після чого її змішують з дизельним паливом і витримують у закритій ємності під тиском 0,5-0,7 МПа 15-20 хв., що забезпечує глибоке проникнення дизельного палива в гранули, підвищує фізичну стабільність і вибухові характеристики.

4. Штучне порушення структурних зв'язків у породному масиві підвищує його дефектність, що забезпечує створення екрану, здатність якого відбивати хвильову енергію вибуху визначається шириною зони підвищеної дефектності, при цьому амплітуда вибухових хвиль, які проходять через екран залежно від його ширини зменшується за експонентою. При віддаленні екрану від заряду ВР на оптимальну відстань, яка дорівнює 0,7 ЛНО, ширина екрану дорівнює 0,2 ЛНО. За таких параметрів екрану 18 % енергії хвилі напружень повертається в руйнований масив, 74 % гаситься в порушених породах екрану й тільки 8 % проходить через екран.

Достовірність наукових результатів підтверджена збіжністю результатів теоретичних досліджень процесів вибухового обвалення масиву гірських порід ВКЗ з їх експериментальною перевіркою в лабораторних і промислових умовах і задовільними результатами впровадження у виробництві.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

- уперше встановлено оптимальні параметри ВКЗ, повітряної порожнини над ним і породної подушки в основі заряду, які забезпечують максимальне використання енергії заряду ВР на дробленні;

- установлено ефективну форму заряду ВР і місце його розташування в масиві, обвалюваному вибухом, які забезпечують високу якість дроблення гірської маси;

- уперше отримано залежності ширини екрану з порушеної вибухом породи й відстані до нього від величини ЛНО, які забезпечують оптимальний ефект відбиття хвиль напруження, генерованих зарядом ВР;

- уперше встановлено, що при одноразовому нагріванні аміачної селітри до температури 32,3С і вище, змішування її в нагрітому стані з рідким паливом при нульовому кисневому балансі й витримка суміші в закритій ємності під тиском стиснутого повітря 0,5-0,7 МПа забезпечує створеному ігданіту високого тиску (ІВТ-5) високу фізичну стабільність, підвищує вибухові характеристики, при чому щільність заряджання свердловин на 15-20% вища, ніж щільність заряджання ігданітом на основі пористої селітри.

Наукове значення роботи полягає у розвитку наукових основ ефективної дії вибуху ВКЗ; у встановленні залежностей, які дозволяють визначити оптимальні параметри зарядів і штучних екранів; у визначенні раціонального місця розташування заряду в обвалюваному блоці та оптимальних параметрів технології виробництва найпростішої вибухової речовини, які забезпечують високі вибухові характеристики, фізичну стабільність і щільність заряджання ігданіту ІВТ-5.

Практичне значення роботи полягає у створенні й упровадженні технології відбивання за допомогою ВКЗ масиву гірських порід, оконтуреного екранами з порушених вибухом порід; технології попереднього екранування хвиль напружень на підземних і відкритих роботах; у розробці технології виробництва ігданіту високого тиску ІВТ-5, який пройшов повний цикл випробувань у підземних умовах і допущений до промислового застосування.

Особистий внесок автора в отриманні результатів досліджень, винесених на захист, полягає у формулюванні цілі роботи, її ідеї, наукової новизни, задач дослідження, проведенні теоретичних і експериментальних робіт, перевірці їх результатів у промислових умовах, визначенні параметрів ВКЗ, повітряної порожнини, породної подушки в його основі, штучного екрану з порушених вибухом гірських порід і параметрів розташування ВКЗ та штучних екранів у обвалюваному блоці, розробці технології виробництва ігданіту ІВТ-5 і технології відбивання міцних і надто міцних руд ВКЗ з ігданіту ІВТ-5 та впровадженні у виробництво результатів досліджень.

Реалізація роботи. Розроблена технологія відбійки впроваджена у виробництво. Технологія відбійки масиву ВКЗ з екрануванням хвиль напружень була впроваджена у блоці 39-49 гор. 910-985 м покладу “V-VIII Північна” шахти ім. Фрунзе. Всього було відбито 340 тис. т руди.

Технологія екранування хвиль напружень методом створення екранів упроваджена в блоках № 30 гор. 150 м, № 804 гор. 135 м, № 95 гор. 165 м, № 93 гор. 105 м, № 105 гор. 255 м кар'єру ВАТ “Інгулецький ГЗК”.

Розроблені типові паспорти систем розробки й рекомендації з визначення параметрів відбійки масиву зарядами ВКЗ в умовах повного оконтурювання масиву екранами.

Розроблена технологія виробництва ігданіту високого тиску ІВТ-5 пройшла повну промислову перевірку в умовах ВАТ “Суха Балка”. Ігданіт допущений до промислового застосування. Побудована установка з виробництва ігданіту ІВТ_5. Ігданіт ІВТ-5 застосовується на ВАТ “Суха Балка” при проходці виробок і відбійки гірських порід. Економічний ефект від застосування ігданіту ІВТ-5 на відбійці складає приблизно 1000 грн./т ВР в цінах 2005 р. Сумарний економічний ефект від упровадження технології відбійки на ВАТ “Суха Балка” і на кар'єрі ВАТ “Інгулецький ГЗК” склав 1205,5 тис. грн.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи в процесі її виконання доповідались і обговорювались на 2, 3, 4 і 5-й Міжнародних науково-технічних конференціях “Механіка, технологія і техногенна безпека вибухового руйнування гірничих порід” (АРК, 2003-2006 рр.), Міжнародній науково-технічній конференції “Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості” (м. Кривий Ріг, 2006 р.), технічних нарадах ВАТ “КЗРК” і ВАТ “Суха Балка”.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 37 праць, у тому числі 22 - у фахових виданнях та 10 патентів на винахід.

Обсяг і структура роботи. Дисертація складається зі вступу, восьми розділів, висновків, списку використаних джерел з 212 найменувань і додатків. Загальний обсяг роботи складає 285 сторінок, у тому числі 257 сторінок тексту, 50 рисунків і 41 таблиця.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми; показано зв'язок з науковими програмами, планами, темами; сформульовано мету роботи, задачі дослідження, ідею роботи, основні наукові положення, що захищаються, методи і об'єкти дослідження; показано достовірність наукових результатів досліджень, наукову новизну роботи, наукове й практичне значення роботи, особистий внесок автора в отримані результатів досліджень, реалізації й апробації роботи, публікації, об'єм і структура роботи.

У розділі 1 проаналізовано ситуацію із сировинною базою залізних руд Кривбасу підземного видобутку, застосовувані вибухові речовини, рівень розвитку технології відбійки міцних руд і магнетитових кварцитів.

Сировинною базою залізорудної галузі України є родовища залізних руд, за розвіданими запасами яких Україна займає перше місце у світі, а за виробництвом товарної залізної руди - сьоме.

Але Україна може втратити своє передове положення, якщо своєчасно не розпочне видобуток магнетитових кварцитів підземним способом. Основною проблемою, пов'язаною з технологією підземного видобутку, є необхідність підвищення продуктивності праці й зниження собівартості видобутку.

Технологія видобутку магнетитових кварцитів з початку відпрацювання їх покладу в 1975 р. на шахті ім. Орджонікідзе й до теперішнього часу не зазнала істотних змін. Буріння свердловин здійснюється малопродуктивним буровим верстатом НКР-100М, а відбивання - свердловинними зарядами ВР з дорогого тротиловмісного грамоніту 79/21, який потрібно виводити з обігу.

Дешевих і ефективних нетротиловмісних ВР для відбійки міцних гірських порід на сьогодні немає.

На початку восьмидесятих років при відбиванні магнетитових кварцитів почали застосовувати розроблені при участі автора вертикальні концентровані заряди. Проте незважаючи на явні переваги порівняно з відбійкою свердловинами (більш висока якість дроблення, економічність, висока продуктивність праці) ця технологія мала й недоліки: неоптимізовані конструктивні елементи ВКЗ і параметри технології відбивання, неконтрольоване руйнування (за межами блоку), сильна сейсмічна дія на оточуючі конструктивні елементи системи розробки (цілики та ін.)

Ліквідація цих недоліків дозволить створити ефективну технологію відбійки руди й забезпечити собівартість видобутку в межах економічно доцільної.

Розробка технології відбійки й видобування кварцитів повинна базуватись на досягненнях у цій галузі, значний внесок в яку зробили вчені-гірники Є. Г. Баранов, Л. І. Барон, Ф. А. Баум, Д. М. Бронніков, О. Е. Власов, В. С. Гірін, Г. П. Демідюк, М. Ф. Друкований, Л. В. Дубнов, М. І. Дядечкін, Е. І. Єфремов, Ю. П. Капленко, Д. Р. Каплунов, В. М. Комір, Б. М. Кутузов, Г. М. Малахов, М. В. Мельников, Ю. С. Мец, Е. О. Мінделі, В. М. Мосинець, Г. І. Покровський, К. Н. Ткачук, П. Й. Федоренко, А. М. Ханукаєв, В. В. Цариковський.

Однак розроблені дослідниками технології майже вичерпали можливості зниження собівартості підземної відбійки міцних і надто міцних залізних руд. Аналіз і оцінка існуючих технологій відбійки, характеристик застосовуваних ВР, а також умов використання енергії вибуху дозволили обґрунтувати актуальність наукової проблеми, сформулювати мету і задачі дослідження.

У розділі 2 розглянуто методику проведення досліджень при вирішенні поставлених задач.

При проведенні досліджень застосовувався комплексний метод, який включає: аналіз і узагальнення літературних даних і виробничого досвіду, аналітичні дослідження й експериментальні роботи в лабораторних і промислових умовах. При проведенні теоретичних досліджень прийняте припущення, що при вибуху ВР процеси теплопровідності або променистого теплообміну не відіграють істотну роль, тому можна вважати, що тиск продуктів детонації в порожнині змінюється за адіабатичним законом.

Лабораторні дослідження проводились на моделях з піщано-цементних матеріалів, органічного скла й на свинцевих бомбах Трауцля. Метою проведення лабораторних досліджень було отримання якісних параметрів досліджуваних процесів. Дослідження здійснювались за методикою планування одночинних експериментів з кількісними та якісними рівнями чинників. Необхідною умовою моделювання була геометрична подібність і подібність фізико-механічних властивостей: об'ємна вага, міцність порід, швидкість поздовжніх хвиль, питомі витрати енергії на 1 м³ руйнованої маси. При підриванні піщано-цементних моделей за критерій оцінки приймався розмір середнього куска висадженого матеріалу моделі та площа наново утвореної поверхні.

Обробка результатів експериментів проводилась за методом середніх. Отримана позиція графіка емпіричної функції перевірялась за методом найменших квадратів.

Були проведені промислові випробування з вивчення властивостей екрану, утвореного за двома різними технологіями. Здатність екрану відбивати хвилі напружень визначалась порівнянням швидкостей сейсмічних коливань. Промислові експерименти виконувались в умовах кар'єрів ВАТ “ІнГЗК”, ВАТ “Суха Балка”.

За критерій оцінки ефективності випробовуваної технології була прийнята якість дроблення й економічна ефективність.

Для визначення вибухових характеристик розробленої ВР ігданіт ІВТ-5 та її ефективності при відбиванні порід був проведений повний цикл випробувань, установлений комітетом Держгіртехнагляду України (контрольні, попередні й приймальні), після чого було отримано дозвіл Держгіртехнагляду України на промислове застосування ігданіту ІВТ-5.

У розділі 3 викладені теоретичні дослідження за визначенням оптимальних параметрів ВКЗ і параметрів відбійки масиву цими зарядами.

Висота породної подушки, при якій відсутній викид газоподібних продуктів детонації в підземний простір забезпечує максимально можливе відбивання енергії ВКЗ. Стійкість породної подушки гарантована при виконанні умови, що час проходження прямої й зворотної хвилі у бік оголеної поверхні повинен бути меншим, ніж час проходження хвильових процесів у породній подушці:

< , (1)

де h_з - висота породної подушки; С_уз - швидкість ударних хвиль у породній подушці; W - відстань до вільної поверхні (ЛНО); С_р - швидкість поздовжніх хвиль у породі.

Висота породної подушки дорівнює

h_з > . (2)

Швидкість поздовжніх хвиль в породі відома, а швидкість ударних хвиль у породній подушці можна обчислити, виходячи із закону збереження маси й імпульсу:

, (3)

де с_оз - щільність матеріалу породної подушки; U_оз - швидкість зміщення часток; Р_оз - тиск; с₁₃, U₁₃ і Р₁₃ - ті ж параметри за фронтом ударної хвилі.

Із системи рівнянь (3) швидкість ударних хвиль у породній подушці

. (4)

За розрахунком С_уз = 1890 м/с, звідси, при ЛНО = 20-24 м розрахункова висота породної подушки буде дорівнювати 6-7 м.

Висота повітряної порожнини може бути оцінена з умови, що при розширені газоподібних продуктів вибуху в повітряну порожнину їх тиск падає за адіабатичним законом:

Р_АV_А^1,25 = Р_кV_к^1,25 , (5)

де Р_А - тиск в точці сполучення адіабат; V_А - об'єм в точці сполучення адіабат; Р_к - кінцевий тиск; V_к - кінцевий об'єм.

Ураховуючи, що

Маємо

. (6)

Виразимо V_к і V_н через висоту заряду ВР й повітряної порожнини.

Тоді формула (6) прийме вигляд

. (7)

Відношення буде дорівнювати

. (8)

Тиск Р_к повинен бути таким, щоб за зоною роздавлювання тангенціальні напруження були більшими, ніж міцність породи на розтягування. Тоді Р_к буде дорівнювати

, (9)

де r_изм - відносний радіус зони подрібнення; µ - коефіцієнт Пуасона; у_r - тангенціальне напруження.

Підставивши формулу (8), маємо

. (10)

Для заряду ВР, який вибухає в гірському масиві, з характеристиками щільності заряджання с_вв = 900 кг/м³, швидкості детонації щ = 4000 м/с, енергії вибуху е = 4285 кДж/кг, з фізико-механічними властивостями = 20 МПа і µ = 0,2 висота повітряної порожнини буде .

Для знаходження оптимальної форми заряду проаналізовано дію подовженого і сферичного зарядів у заданій точці масиву/

Дію подовженого заряду (напруження) в заданій точці масиву А можна представити як суму напружень, створюваних елементарними зосередженими зарядами Q_i, рівними за масою. За елементарний заряд умовно приймемо заряд, висота якого дорівнює його діаметру. Нормальна складова у, створена елементарним зосередженим зарядом у найближчій зоні, прямо пропорційна об'єму заряду й обернено пропорційна кубу відстані до точки А.

Умовно приймемо, що частина подовженого заряду, яка створює напруження, не менше 90 % нормального напруження в точці А від створюваного зосередженим зарядом, вважається зосередженим

у_ri = 0,9у_ro . (13)

Замінивши у_ri та у_ro їх значеннями, після математичних перетворень отримаємо довжину подовженого заряду

. (14)

де і - кількість елементарних зосереджених зарядів; h - довжина елементарного зосередженого заряду, яка дорівнює його діаметру.

Тобто довжина подовженого заряду, діючого як зосереджений заряд у точці А, дорівнює четвертій частині найменшої відстані від заряду до точки А.

Зосереджений заряд за дією в заданій точці масиву більш ефективний. Це підтверджується дослідженнями У. Лагенфорса, який дослідним шляхом визначив, що заряд завдовжки L за дією в найближчій точці дорівнює 60 % дії зосередженого заряду такої ж маси, розташованого на такій же відстані.

У нашому випадку, якщо ЛНО відбивання масиву ВКЗ дорівнює 20_24 м, то ефективна довжина подовженого заряду, діючого як зосереджений заряд, буде 5_6 м. Проте враховуючи дані У. Лангефорса й те, що ВКЗ у своїй основі має породну подушку, яка запобігає руйнуванню масиву вниз, то для збільшення зони дроблення масиву по вертикалі необхідно, залежно від висоти відпрацьовуваного блоку, збільшити висоту заряду приблизно вдвічі. Таким чином, для зарядів ВКЗ з діаметром 1,5_2 м ефективна довжина заряду дорівнює 0,5 W, тобто 10-12 м, а відношення довжини заряду L₃ до діаметра d буде дорівнювати 5-8.

При руйнуванні гірської породи ВКЗ необхідно розраховувати наступні параметри: відстань між зарядами по горизонталі (б), ЛНО (W), відстань між зарядами по вертикалі (Z), час уповільнення висадження зарядів (t_з).

Зазначені параметри відбійки розраховані за методом кореляційно-регресивного аналізу згідно з гідродинамічною теорією О. Є. Власова, перевірені за розрахунками параметрів відбійки масиву великої кількості масових вибухів на рудниках Кривбасу. При розрахунку параметрів відбійки враховувались фізико-механічні властивості порід, які відбиваються, параметри ВКЗ, середній розмір куска подрібненої маси, а також вплив породної подушки в гирлі підняттєвого на якість дроблення масиву, який було враховано за допомогою емпіричних коефіцієнтів. Фізико-механічні властивості порід визначаються критичною швидкістю крихкого руйнування, яка дорівнює

. (15)

Для кварцитів міцністю, за шкалою М. М. Протод`яконова, f = 16-18 та щільністю с_n=3300 кг/м³ критична швидкість крихкого руйнування масиву буде дорівнювати 0,9-0,96.

Відстань між зарядами по горизонталі визначається за формулою

, (16)

де L - довжина заряду, м; d - діаметр заряду, м; d_ср - середній розмір куска подрібненої маси, м.

При довжині заряду L= 10 м, діаметрі заряду d = 2 м, середньому розмірі куска подрібненої маси d_ср = 0,2 м, коефіцієнті К = 1,8-2 (приймемо 2), відстань між зарядами по горизонталі буде дорівнювати 30 м.

ЛНО відбійки масиву визначається за формулою

. (17)

При довжині заряду L = 10 м, діаметрі заряду d = 2 м, середньому розмірі куска подрібненої маси d_ср = 0,2 м і коефіцієнті К₁ = 3-4 (приймемо 4) ЛНО буде дорівнювати 22 м.

Відстань між зарядами по вертикалі (між верхньою межею розташованого нижче заряду та нижньою межею розташованого вище) буде дорівнювати

. (18)

За такими ж параметрами розрахунку (L = 10 м, d = 2 м, d_ср = 0,2 м) і К₂ = 3-3,5 (приймемо 3,5) відстань між зарядами по вертикалі буде дорівнювати 22 м.

Час уповільнення висадження зарядів розраховується за формулою

, (19)

де - товщина шару породи, яка відбивається.

Приймемо, що перший заряд відбиває шар породи в бік вільної поверхні товщиною w.

Для прийнятих вище параметрів ВКЗ та величини ЛНО = 22 м час уповільнення вибуху буде дорівнювати 150 мс.

Вищенаведені параметри відбійки гірського масиву за допомогою ВКЗ мають наступні коефіцієнти (відповідно до формул 13-15). Коефіцієнт кореляції дорівнює відповідно 0,982; 0,9834; 0,9562; коефіцієнт детермінації - 0,9543; 0,9643; 0,9431; стандартна похибка рівнянь - 0,17; 0,15; 0,16.

У розділі 4 визначаються параметри екрану та його властивості. Для утворення екрана з порушених вибухом свердловинних зарядів порід, який забезпечить відбиття хвиль напружень генерованих при підриванні ВКЗ в бік обвалюваного масиву важливе значення має технологія його утворення. При одночасному підриванні свердловинних віялоподібно розташованих зарядів ВР в площині їх розташування має місце протилежно направлене розповсюдження стискаючих напружень від суміжних зарядів. При їх зустрічі різко (у 3-4 рази) підвищується тиск, крім того, у площині розташування свердловин має місце трансформація стискаючих напружень у розтягуючі, що приводить до утворення тріщини між зарядами. При підриванні кожного свердловинного заряду утворюється циліндрична ударна хвиля, під дією якої, за рахунок наявності тангенціальної складової, навколо кожної свердловини утворюється розетка радіальних тріщин. Таким чином, утворення тріщин в площині розташування свердловинних зарядів віяла й радіальних тріщин від кожного заряду різко підвищує дефектність масиву гірських порід, що веде до зміни його фізичних властивостей. Для розрахунку параметрів розташування свердловинних зарядів при утворенні екрану приймаємо в плоскій задачі, що від точки зустрічі падаючих протилежно направлених хвиль напружень у зворотному напрямку розповсюджується хвиля відбиття.

Як видно, сумарні напруження будуть мінімальними в точках перетину падаючої й відбитої хвиль (М, N, N₁, М₁). Ураховуючи, що в цих точках напруження в масиві однакові, прирівняємо значення радіальних напружень падаючої й відбитої хвилі:

, (20)

де R_с - радіус свердловини; б - відстань між свердловинами; у_i - напруження на контурі свердловини; =м/1-м - показник ступеня загасання.

Після математичних перетворень формула (20) матиме вигляд

(б - х)^2-б = 3х^2-б. (21)

Добудемо з формули корінь ступеня (2-):

, (22)

оскільки межа міцності гірських порід на розтягування значно нижча, ніж на стиснення, руйнування масиву по лінії свердловин буде визначатись динамічною величиною тимчасового опору порід на розрив:

, (23)

де - динамічна межа міцності гірських порід на розрив.

Добудемо з правої й лівої частини рівняння корінь ступеня (2-), отримаємо

(б·у_r)^{1/(2- б )} = [у_q]^1/(2-б) . (24)

З отриманого виразу знаходимо

. (25)

Результати розрахунків оптимальної відстані між кінцями свердловин у віялі наведені в табл. 1.

Таблиця 1. Відстань між кінцями свердловин при утворенні екрану

Коефіцієнт міцності порід за шкалою проф. М. М. Протод`яконова	Динамічна межа міцності порід на розтягування, МПа	Щільність порід, т/м3	Коефіцієнт Пуассона	Щільність ВР, т/м3	Швидкість детонації ВР, м/с	Діаметр свердловини, м	Швидкість розповсюдження поздовжньої хвилі, м/с	Відстань між кінцями свердловин, м
								без застосування набійки.	із застосуванням набійки
10-12	15,0	3,24	0,28	1,0	4500	0,105	6190	3,0	3,9
12-14	20,0	3,33	0,25	1,0	5000	0,105	6120	2,3	3,0
14-16	25,0	3,28	0,25	1,0	5000	0,105	6250	2,1	2,7

Параметри екрану визначаються за такою методикою: при відбитті від першої межі екрану амплітуди падаючої у_о і відбитої у_вб хвиль пов'язані залежністю

. (26)

де R₁ і R₂ - хвильові опори породи масиву і екрану.

Позначивши , отримаємо

. (27)

Ураховуючи, що напруження від зосередженого заряду убувають обернено пропорційно кубу відстані, а від подовженого - обернено пропорційно квадрату, то відстань від заряду до екрану буде дорівнювати:

, (28)

. (29)

З огляду на те, що відношення хвильових опорів масиву і екрану дорівнює 2,5, отримаємо для подовженого і зосередженого зарядів відповідно , .

Це значить, що для отримання таких же за величиною напружень, як і при відбитті від вільної поверхні, екран необхідно розташовувати на відстані від заряду, яка дорівнює 0,65-0,75 W. Після відбиття від другої межі екрану хвиля, що повернулась в породу, буде хвилею стиснення.

Ця хвиля після проходження через першу межу може частково ослабити хвилю розтягування. Умовою максимальної відбиваючої здатності екрану є рівність часу проходження хвилі розтягування від екрану до заряду й пробігу усередині екрану хвиль стиснення і розтягування:

, (30)

де С_о і С_э - швидкість звуку в масиві й екрані з порушених порід відповідно; Д_мах - максимальна ширина екрану.

Отже,

?_тах = 0,5 . (31)

Звичайно відношення , тоді Д_max ? (0,3 - 0,4) або з урахуванням формул 27, 28: для подовженого заряду Д_max = (0,20-0,26) W, для зосередженого заряду Д_max = (0,23-0,3) W.

Оскільки енергія хвиль напружень пропорційна квадрату амплітуди, здатність екрану відбивати енергію хвиль напружень буде дорівнювати

. (32)

Це значить, що екран з порушених вибухом гірських порід відбиває максимум 18% енергії падаючої хвилі.

Хвиля напружень, що пройшла через екран, буде сильно послаблена, її амплітуда після проходження екрану товщиною Д дорівнює

= · К _о . (33)

де К_о - коефіцієнт послаблення, який обчислюється за формулою:

(для зосередженого заряду), (34)

(для подовженого заряду). (35).

При Д = Д_max і m = 2,5 послаблення амплітуди падаючої хвилі, що пройшла через екран, для подовженого заряду буде дорівнювати 0,53 у_о, а для зосередженого заряду 0,29 у_о. Енергія хвилі напруження, яка пройшла екран, для подовженого заряду буде дорівнювати 0,176, а для зосередженого заряду 0,084 від енергії падаючої на екран хвилі.

Аналіз графіка показує, що при збільшенні ширини екрану енергія напруження інтенсивно убуває і при його товщині Д = 0,4 складає всього 8% енергії падаючої хвилі, тобто відбувається майже повне поглинання хвильової енергії вибуху, що забезпечує цілісність конструктивних елементів системи розробки.

У розділі 5 викладена методика лабораторних і промислових експериментів, виконаних для перевірки результатів теоретичних досліджень і розробки технології обвалення масиву ВКЗ в умовах повного об'ємного оконтурювання масиву.

Лабораторні дослідження проводилися з метою вивчення властивостей породної подушки й повітряної порожнини, а також їх впливу на якість дроблення.

При проведені промислових експериментів визначався вплив екранів на ефективність вибуху ВКЗ. Дослідження впливу породної подушки на ефективність руйнування твердого середовища проводилися на статично напруженій моделі з органічного скла, яка являла собою паралелепіпед з розмірами ребер 90100120 мм. Зарядом ВР був тен масою 150 мг діаметром 4 мм. У моделі розташовувались 2 заряди: один з набійкою, яка імітує породну подушку в гирлі підняттєвого, другий - без набійки. Руйнування моделі фіксувалось за допомогою швидкісної фотореєструючої установки (ШФУ). Як видно з кінограми, розвиток вибуху свердловинного заряду з набійкою випереджає на 80-90 мкс (за розміром затіненої області кадру) аналогічний процес при підриванні свердловинного заряду без набійки/

При цьому зона активного дроблення моделі зарядом з набійкою значно (у 2-2,5 рази) перевищує аналогічну зону в моделі без неї.

Дослідження впливу повітряної порожнини на якість дроблення виконувалось на піщано-цементних моделях, які за формою являли собою прямокутний паралелепіпед з розмірами ребер 150170 250 мм. Було висаджено 15 піщано-цементних моделей.

Висота заряду становила 100 мм. Висота повітряної порожнини мінялася дискретно (10, 30, 50, 70, 90 мм). Обробка і аналіз результатів вибуху моделей проводились на основі даних ситового аналізу гранскладу зруйнованого матеріалу з розрахунком розміру середнього куска і площі наново утвореної поверхні. На підставі виконаних експериментів можна зробити наступні висновки: при невеликих розмірах повітряної порожнини (10-30 мм) величина площі наново утвореної поверхні змінюється незначно.

Це пояснюється тим, що при малих розмірах повітряної порожнини тиск у ній значно більший, ніж при великих розмірах. У цьому випадку збільшується зона пластичних деформацій, зменшуючи тим самим зону розповсюдження ударних хвиль, а відповідно, і зону тріщиноутворення.

І лише при оптимальних значеннях розміру повітряної порожнини, які становлять 0,7-0,9 висоти заряду, забезпечується максимальна площа наново утвореної поверхні, а відповідно поліпшується якість дроблення.

Для встановлення впливу інтенсивності подрібнення середовища, що заповнює товщу екрану, а також впливу його ширини на передачу енергії вибуху при руйнуванні моделі, були проведені експерименти на піщано-цементних моделях.

На першому етапі експериментів досліджувалася залежність амплітуди хвиль напружень, що виникли в підпірній стінці за екраном, від розмірів часток подрібненого матеріалу модельного середовища в екрані.

Третім етапом досліджень було встановлення частки енергії хвиль напружень, що поглиналась і відбивалась подрібненим матеріалом, з якого складається екран.

Спочатку було визначено енергію хвиль напружень Е_о, що пройшла через суцільне середовище. Потім обчислювали різницю між значенням енергій Е_о і значенням енергії Е_і, отриманим на тій же відстані, але при наявності екрану, складеного з матеріалу різної крупності.

Відношення

показує ту частину загальної енергії хвиль напружень, яка поглинається і відбивається матеріалом, з якого складається екран.

Результати трьох етапів досліджень показали, що:

- відбиття і поглинання хвиль напружень екраном значною мірою залежать від інтенсивності подрібнення матеріалу, з якого він складається;

- ширина екрану має більше значення у відбитті й поглинанні енергії хвиль напружень, ніж інтенсивність дроблення матеріалу, з якого він складається.

Теоретичні дослідження, проведені в четвертому розділі дисертації показали, що для досягнення рівних напружень відбитої хвилі відстань від заряду до “екрану” повинна складати 0,7 W. З метою підтвердження цього проведена серія дослідних вибухів піщано-цементних моделей зосередженим зарядом, який розміщувався в різних точках руйнованого блоку.

Для експерименту використовувалися піщано-цементні блоки у формі паралелепіпеда з розмірами ребер 210210255 мм. Заряд вагою 2 г розміщувався в теоретичному центрі “рівноефективної дії вибуху” й у геометричному центрі блоку.

За центр рівноефективної дії вибуху доцільно вважати місце розташування заряду в блоці кубічної або близької до кубічної форми на відстані до оголеної поверхні, рівній ЛНО, та на відстані до оконтурюючих блок за іншими п'ятьма гранями екранів 0,7 ЛНО. При цьому вибух ВКЗ буде створювати рівні напруження як на оголеній поверхні, так і на поверхнях, оконтурених екранами.

Результати експерименту показують, що краще й найбільш рівномірне дроблення досягається в разі, коли центр заряду розташовується в “центрі рівноефективної дії вибуху”, а не в геометричному центрі руйнованого блоку.

Утворення екрану в підземних умовах найбільш технологічно виконувати прострілюванням віял глибоких свердловин. Для перевірки ефективності відбиття хвиль напружень екраном був проведений промисловий експеримент на шахті “Гігант”. На експериментальній ділянці штреку були вибурені свердловини діаметром 105 мм. Віяла І і V були призначені для розміщення сейсмоприймачів, віяла II і ІV - для утворення екрану, а віяло III - для розташування зарядів ВР.

Експеримент виконували в наступній послідовності. Першим утворили екран IV миттєвим вибухом семи свердловин, розташованих у двох віялах, що складалися, відповідно, з трьох і чотирьох свердловин. Свердловини у суміжних віялах були розташовані в шаховому порядку. Відстань між віялами дорівнювала 0,7 м, відстань між кінцями свердловин у віялі - 4 м, а між кінцями свердловин в сусідніх віялах - 2,03 м. Після розташування й закріплення сейсмоприймачів у свердловинах І і V був висаджений заряд у свердловині № 2 віяла III і проведений запис сейсмічного ефекту на самописець. Потім утворили екран II миттєвим вибухом віяла з 4-х свердловин, вибурених за звичайною схемою (відстань між кінцями свердловин дорівнювала 3 м).

Після цього був також висаджений заряд у свердловині № 1 віяла III із записом сигналів на самописець.

Результати розрахунків швидкостей зміщень наведені в табл. 2.

Таблиця 2. Розрахункові швидкості зміщень

Сейсмоприймачі	Швидкості зміщень, см/с
	без екрану	екран з 4-х свердловин	екран з 7-ми свердловин
1	4,39	4,39	-
2	4,80	4,80	-
4	5,0	5,0	-
5	-	-	2,79
6	-	-	2,28
7	-	-	2,57
8	-	-	2,39

Відношення швидкостей зміщень у симетричних точках розташування сейсмоприймачів склало

; ; .

У середньому зниження швидкостей зміщень склало 1,9 рази. З аналізу отриманих результатів експерименту ефективності екрану витікає, що швидкість зміщень часток масиву без екрану й при його утворенні прострілюванням віяла з 4-х свердловин, практично однакові. Екран, утворений прострілюванням двох віял, що складаються відповідно з 3-х і 4-х свердловин, розбурених в шаховому порядку в 1,9 разу, зменшив величину швидкостей зміщень.

Відношення між хвильовими порами незайманого масиву й порушеного масиву екрану становить 2,5.

Ефективність екранування хвиль напружень попередньо утвореним екраном була перевірена на кар'єрі Інгулецького ГЗК. Експеримент було проведено в блоках №30 гор. 150 м, №804 гор. 135 м, №95 гор. 165 м, №93 гор. 105 м, №105 гор. 255 м, а також на ділянках горизонтів 75 і 120 м.

У блоках пробурювалися по 4 ряди свердловин. Відстань між свердловинами в ряді не мінялась, між рядами свердловин відстань була збільшена на 1 м, відстань між свердловинами останнього ряду зменшена на 0,5 м. Відношення між хвильовими порами незайманого масиву й порушеного масиву екрану за цими параметрами розташування свердловин становило 2,5. Останній ряд свердловин висаджували з випередженням 100 мс відносно першого ряду. Визначення якості дроблення масиву було зроблено фотопланіметричним способом, його результати наведені в табл. 3.

Таблиця 3. Гранулометричний склад висадженої гірської маси на дослідних і контрольних ділянках

Ділянки, де виконувались вимірювання	Фракції, мм
	-100	100-200	200-300	300-400	>400	dcp
Дослідні ділянки (75 м, 120 м)	73,2	9,3	10,5	1,8	5,8	123
Контрольна ділянка (95 м)	35,7	4,1	14,7	13,3	32,2	360

Результати вимірювань гранулометричного складу показують, що не зважаючи на зниження витрат вибухівки (економія склала 115,8 т різних ВР), якість дроблення на експериментальних ділянках значно поліпшилась, що свідчить про збільшення енергії на дроблення, отриманої за рахунок відбиття хвиль напружень від екрану.

Промисловий експеримент технології обвалення масиву за допомогою ВКЗ з попереднім екрануванням обвалюваного блоку був проведений на шахті ім. Фрунзе ВАТ “Суха Балка” в блоці в осях 41 і 39+10 гор. 975 м поверху 900-985 м покладу “V-VIII Північний”, який представлений рудним тілом з горизонтальною потужністю до 36 м і міцністю руди, за шкалою М. М. Протод`яконова, від 5-8 до 10-12.

На гор. 926 м у осі 39+10 були пройдені дві підняттєві виробки з діаметром 2 м. Перша підняттєва заввишки 12 м (ВКЗ-1) пройдена у висячому боці. Заряд, сформований у ній, мав наступні параметри: висота заряду 4 м (вага заряду 12 т), висота повітряної порожнини 4 м, висота породної подушки 4 м. Друга підняттєва (ВКЗ-2) пройдена в лежачому боці покладу. Висота підняттєвої - 15 м, у тому числі висота породної подушки 4 м, висота заряду 7 м (вага 20 т), висота повітряної порожнини 4 м. Для утворення екрану було пройдено 3 бурових камери в лежачому і висячому боках покладу в осі 39+5. На гор. 945 м було також пройдено дві підняттєві виробки діаметром 2 м. Параметри ВКЗ такі ж, як на гор. 926 м. Для утворення екрану було пройдено 4 бурові камери: у лежачому боці по 41 осі, у торці покладу, і по осі 39+10. Віяла свердловин для утворення екрану розбурювались у шаховому порядку з відстанню між кінцями свердловин у віялі 3 м, відстань між віялами 1,3 м, між кінцями свердловин у сусідніх віялах 2 м.

Відбивання руди за допомогою ВКЗ здійснювалось у два етапи. На першому етапі були висаджені ВКЗ-1 і ВКЗ-2 гор. 926 м, а на другому етапі були висаджені ВКЗ-3 і ВКЗ-4 гор. 945 м. Порядок висадження ВКЗ на обох горизонтах був наступний: перед висадженням ВКЗ були підірвані віяла глибоких свердловин, вибурених для утворення екрану. Віяла висаджувалися миттєво. Через 150 мс після вибуху віял свердловин висаджували один ВКЗ і через 250 мс висаджували другий ВКЗ. Вибухи ВКЗ руйнували руду не тільки у бік оголеної поверхні, але і у бік екранів (вглиб масиву), що свідчить про додаткову енергію, отриману в результаті відбиття хвиль напружень. Контур камери в лежачому і висячому боці був витриманий і проходив по межі екранів. Якість дроблення руди була хорошою. Витрата ВР на відбивання з урахуванням утворення екранів склала 480 г/т. Витрата ВР на повторне дроблення склала 25 г/т. ЛНО відбивання масиву за допомогою ВКЗ склала 10-16 м, а відстань до екранів - 10 м.

У розділі 6 описується розроблена технологія виробництва ігданіту високого тиску (ІВТ-5).

Відбивання гірських порід, особливо міцних магнетитових кварцитів, вимагає великих витрат ВР (порядку 500 г на 1 т руди). У вартісному вираженні при використанні на відбиванні грамоніту 79/21, амоніту № 6ЖВ або грануліту А-6 це складає 1,5-2 грн. на 1 т руди. Найдешевшою ВР є ігданіт, що являє собою суміш непористої гранульованої селітри марки “А” або “Б” (далі АС) і дизельного палива (далі ДП), проте його застосування стримується низькою фізичною стабільністю суміші.

Розроблена технологія виробництва ігданіту ІВТ-5 ґрунтується на тому, що нагрівання селітри до температури 32,3єС і вище призводить до зміни симетрії кристалічної решітки. Ромбічна біпірамідальна симетрія змінюється на ромбічну моноклінальну, що у свою чергу приводить до утворення мікротріщин і збільшення ємності гранули на 4,1 %. При змішуванні нагрітої селітри з дизельним паливом і подальшим впливом на суміш стисненим повітрям (0,5-0,7 МПа), дизельне паливо глибоко проникає в гранулу селітри. Це створює контакт АС з ДТ по всьому об'єму гранули, у результаті забезпечуючи високу фізичну стабільність ІВТ-5 при зберіганні. Проведені на ВАТ “Суха Балка” спостереження за цим параметром ВР показали, що протягом 6 місяців у пробах ігданіту вагою 1,5 кг стікання дизельного палива не відбулося. Були проведені випробування з визначенням швидкості детонації й вимірюванням величини критичного діаметру ігданіту ІВТ-5, виробленого на підземному пункті виробництва ВР ВАТ “Суха Балка”. У процесі випробувань використовувались реєстратор тимчасових імпульсів РТІ-2 та іонізаційні датчики. Як патрони-бойовики використовували патрони амоніту N 6 ЖВ масою 250 г. Ігданіт заряджали в сталеві труби з товщиною стінки 2,5 мм, діаметром 40 і 100 мм, а також в поліетиленові труби діаметром 150 і 200 мм з товщиною стінки 20 мм. Результати експерименту показали: критичний діаметр складає в середньому 36 мм у сталевій трубі, для відкритого заряду - 60-70 мм. Швидкість детонації складає 2,8-4,4 км/с.

ІВТ-5 пройшов повний цикл промислових випробувань на ВАТ “Суха Балка”, які здійснювались при проходці виробок перетином 3,3-13,4 м², пройдених в гірських породах: амфіболітах міцністю f =7-14; роговиках міцністю f = 8-10, 12-14; руді міцністю f = 8-10. Діаметр шпурів складав 40; 46 мм, довжина шпурів - 1,1; 2,0 м. Ініціювання зарядів проводилось патроном-бойовиком з амоніту № 6 ЖВ вагою 250 г, розташованим в усті шпура. Усього на проходці виробок при проведенні приймальних випробувань було проведено 125 вибухів. При цьому були досягнуті наступні показники: коефіцієнт використання шпурів (КВШ) склав 0,96-1,0 (29 % вибухів); 0,9-0,95 (61% вибухів); 0,8-0,9 (10 % вибухів). Крім того, було проведено 4 вибухи при масовому обваленні руд міцністю f = 8-10 і кварцитів міцністю f = 14-18 глибокими свердловинами діаметром 105 мм. Довжина свердловин дорівнювала 7-24 м, довжина заряду ВР у свердловині - 5-17 м. Ініціювання заряду свердловини здійснювалось чотирма патронами амоніту № 6 ЖВ масою 1 кг, розташованими в гирлі свердловини.

Комплекс устаткування для виробництва ігданіту на ВАТ “Суха Балка” складається з двох систем: система підготовки повітря й система виробництва ігданіту. Повітря для виробництва ігданіту надходить з магістралі стиснутого повітря у вологовідділювач, де нагрівається до температури 35-40єС, і лише після цього через регулятор тиску надходить у сушарку киплячого шару. У сушарці селітра висушується й підігрівається до температури 32,3-33єС. Після цього селітра вивантажується в скіп і похилою естакадою подається вгору в змішувач. Туди ж подається ДП, яке за допомогою форсунки вприскується в селітру. Після цього суміш перемішується і подається до зарядної машини “Ульба”, де витримується під тиском 0,5 МПа протягом 20 хвилин. Потім готовий ігданіт вивантажується в транспортно-зарядну машину МТЗ-3 для подальшого використання на зарядці глибоких свердловин або потрапляє на пункт патронування, де виготовляють патрони діаметром 36 мм, які використовуються для проходки виробок. Технічна продуктивність цього комплексу 1 т на годину. Собівартість ігданіту ІВТ-5 за даними рудника складає 1271 грн./т в цінах 2005 р.

У розділі 7 описується технологія відпрацювання покладів міцних руд і магнетитових кварцитів з відбиванням вертикальними концентрованими зарядами ВР й попереднім екрануванням обвалюваного блоку. Поклади магнетитових кварцитів Кривбасу мають такі середні характеристики: довжина за простяганням 1400 м, горизонтальна потужність 100 м, кут падіння покладу 55-60є, коефіцієнт міцності, за шкалою М. М. Протод`яконова, 16-18.

Cуть технології полягає в обвалюванні основного масиву блоку ВКЗ.

Заздалегідь перед вибухом ВКЗ утворюються екрани по всіх гранях блоку, що не мають оголень. ВКЗ розташовується в місці блоку, яке є центром “рівноефективної дії вибуху”.

Масив відпрацьовуваного блоку розділяється екранами на окремі дільниці, кожна з яких обвалюється одним або двома ВКЗ, сформованими у вертикальних або горизонтальних виробках. Екран утворюється прострілюванням спарених віял глибоких свердловин і являє собою зруйнований вибухом шар породи завтовшки 0,2 W.

Висаджувати спарені віяла доцільно миттєво (якщо дозволяє сейсміка) або з уповільненням між віялами. Одиночні віяла висаджуються миттєво.

Найбільш ефективним способом ініціювання свердловин у віялі, як показали дослідження Ю. П. Капленка, є зустрічне ініціювання. При такому способі ініціювання забезпечується найкраще тріщиноутворення в зоні між свердловинами, що значно поліпшує відбиваючу здатність екрану. Свердловини у віялі, розбурені на межі міжкамерного цілика, необхідно ініціювати зворотним методом. Це дозволяє удвічі й більше зменшити величину максимальних напружень на вільній поверхні цілика і тим самим збільшити його стійкість. Грань блоку, що є одночасно поверхнею лійок випуску, не розбурюється віялами глибоких свердловин.

Перед вибухом ВКЗ проводиться розворот дучок, окрім дучок, розташованих під ВКЗ. Розворот цих дучок здійснюється з мілісекундним уповільненням після вибуху ВКЗ. Якщо відпрацьовуваний блок руйнується двома ВКЗ, розташованими по вертикалі, то в першу чергу висаджується ВКЗ, розташований зверху, і з мілісекундним уповільненням ВКЗ, розташований нижче. Якщо в навхрест простягання розташовується два або більше блока, то руйнування цих блоків здійснюється від висячого боку до лежачого.

Для відбивання стелини застосовуються горизонтальні концентровані заряди ГКЗ, розташовані в горизонтальних виробках.

Розроблені на основі запропонованої технології системи розробки враховують застосування на прохідницьких і бурових роботах самохідної техніки фірми Atlas Coрсo типу самохідної вантажно-доставочної машини ST2D, бурового верстата Simba М4С, який повинен застосовуватись для буріння свердловин на проходці підняттєвих, бурового верстата Simba L3C, який повинен застосовуватись на бурінні свердловин для утворення компенсаційних порожнин і екранів.