Разработка технологии и технических средств добычи блоков из гранита и их аналогов на основе принципа разрушения твердых тел пластичными материалами

Руководитель проекта от ИГД СО РАН — д.т.н., проф. А. М. Фрейдин
Исполнитель — Лаборатория подземной разработки рудных месторождений

Цель проекта заключается в создании и доведении до опытно-промышленных испытаний технологии и технических средств добычи блоков гранита на основе принципа разрушения твердых тел пластичными материалами. Реализацию проекта предполагается осуществить совместными усилиями Института горного дела СО РАН и заинтересованными промышленными организациями.

Целью первого этапа совместных исследований является экспериментальное обоснование преимуществ добычи блоков гранита методом ориентированного разрыва пластичными материалами, экологическая и экономическая оценка технологии по сравнению с известными способами.

В основу проекта положены результаты выполненных исследований, в ходе которых установлено, что принцип разрыва пластичными материалами обеспечивает создание в хрупкой монолитной среде трещины заданных размеров, формы и ориентации. Применение специальных материалов и режимов их нагнетания позволяет управлять процессом развития трещины. Пластичный материал развивает трещину раздвижением ее поверхностей, т.е. действует как клин. Однако, в отличие от механического клина с неизменными размерами, он (пластичный материал) приобретает форму трещины (адаптируется к ней) и по мере разрушения твердого тела увеличивает площадь контакта с его поверхностью. Концентрации напряжений на контакте с разрушаемым телом не происходит, а прилагаемая нагрузка постоянно возрастает и достигает величины, достаточной для отделения от массива либо раскола на отдельные части блока камня практически любых размеров и прочности.

На основе этих положений разработан безопасный и экологически чистый метод разрушения твердых тел, заключающийся в создании системы устойчиво развивающихся трещин путем вытеснения в них из шпуров пластичного материала плунжерами специальной конструкции. Шпуры выполняют функцию гидроцилиндров, поэтому особых высоконапорных нагнетателей пластичных материалов не требуется. Метод может быть реализован практически любым горным предприятием без значительных затрат на изготовление сравнительно простого оборудования по имеющимся эскизам.

Новизна и сравнение ожидаемых результатов с мировым уровнем. Добыча гранитных блоков на основе принципа разрушения твердых тел пластичными материалами в мировой практике не известна.

Задачи первого этапа совместных исследований

• Согласовать проект совместных исследований и обязанности каждой из сторон.
• Выбрать объект и составить проект проведения экспериментальных работ.
• Составить техническое задание на изготовление специального оборудования.
• Изготовить экспериментальные образцы оборудования и провести их стендовые испытания.
• Провести экспериментальные работы в натурных условиях.
• Подготовить варианты технологии добычи гранита в условиях конкретного предприятия и выполнить их экономический и технологический анализ.
• Разработать технологию добычи блоков граниты на основе принципа разрушения твердых тел пластичными материалами и провести ее опытно-промышленное испытание.

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН к совместному проекту ИГД СО РАН и заинтересованного предприятия «Разработка технологии и технических средств добычи блоков из гранита и их аналогов на основе принципа разрушения твердых тел пластичными материалами».

№ п/п	Содержание этапа	Исполнитель
1	Согласование проекта, характера и объема работ, выбор объекта проведения экспериментов, составление технического задания на создания специального дополнительного оборудования	ИГД СО РАН, предприятие
2	Разработка, изготовление и стендовые испытания устройств и механизмов для разборки массива гранита на блоки	ИГД СО РАН, предприятие
3	Подготовка к экспериментам и испытание оборудования на выбранном объекте	ИГД СО РАН, предприятие
4	Анализ и обобщение исследований, составление ТЭО освоения технологии добычи гранита	ИГД СО РАН, предприятие
5	Разработка новой технологии и ей опытно-промышленные испытания	ИГД СО РАН, предприятие

Контактная информация