Статья
| Наименование | Влияние геометрии размещения инициатора на распространение детонации в цилиндрическом заряде ВВ | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Недропользование | ||||
| Год | 2026 | Выпуск | 86 | Страницы | 69 - 77 |
| УДК | 622.235:004.94 | EDN | HSPXHV | ||
| Аннотация | На основе сочетания теоретического и вычислительного подходов с использованием метода моделирования в программном комплексе ANSYS Explicit Dynamics установлено влияние геометрии размещения инициатора на распространение детонации в цилиндрическом заряде взрывчатого вещества. Теоретически получена зависимость, согласно которой оптимальный шаг намотки спирального инициатора (детонирующего шнура) определяется диаметром заряда ВВ и соотношением скоростей детонации детонирующего шнура и взрывчатого вещества заряда. Моделирование в ANSYS Explicit Dynamics показало увеличение скорости фронта детонационной волны на 50 %. Предложенный способ размещения детонирующего шнура требует экспериментальной проверки и позволит улучшить дробление горных пород, снизить выход негабарита и обеспечить экономию ВВ. | ||||
| Реферат | Цель. Установление особенностей, закономерностей и характера влияния геометрии размещения инициатора на распространение детонации.
Методика. Исследование проводилось на основе сочетания теоретического и вычислительного подходов. Результаты. В результате моделирования детонационных волн в программном комплексе ANSYS Explicit Dynamics установлено, что спиральное размещение инициирующего детонирующего шнура (ДШ) увеличивает скорость фронта детонационной волны на 50 %. Теоретически установлены и получены параметры геометрии размещения спирального инициатора в виде ДШ, при которых шаг намотки определяется с учетом диаметра цилиндрического заряда ВВ и соотношения скоростей детонации ДШ и ВВ. Научная новизна. Установлено, что геометрия размещения инициатора оказывает существенное влияние на распространение детонации в ВВ. Установлены особенности и характер распространения детонационной волны в ВВ при инициации ДШ в виде спирали. Геометрические размеры заряда и спирали, по которой укладывается ДШ, являются ключевыми параметрами, позволяющими оптимизировать результаты подрыва ВВ. Практическая значимость. Результаты исследования позволят разработать технологически простой и малозатратный способ инициирования скважинных зарядов ВВ, улучшающий качество дробления горных пород, уменьшающий выход негабарита и обеспечивающий экономию ВВ за счет большей эффективности действия заряда. |
||||
| Ключевые слова | взрывчатые вещества, скважинный заряд, цилиндрический заряд, инициатор, детонационная волна, детонационный шнур, численное моделирование, ANSYS Explicit Dynamics, критерий подобия. | ||||
| Финансирование | |||||
| Благодарности | |||||
| Список источников |
1. Станюкович К. П. Неустановившиеся движения сплошной среды. 2 е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1971. 854 с.
2. Математическая теория горения и взрыва / Я. Б. Зельдович, Г. И. Баренблатт, В. Б. Либрович, Г. М. Махвиладзе. М.: Наука, 1980. 478 с.
3. Кук М. А. Наука о промышленных взрывчатых веществах / пер. с англ. Б. Н. Кукиба, С. А. Смирнова; под ред. Г. П. Демидюка, Н. С. Бахаревич. М.: Недра, 1980. 455 с.
4. Лещинский А. В., Шевкун Е. Б., Лысак Ю. А. Влияние направления инициирования зарядов взрывчатых веществ на предразрушение массива скальных пород // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 2. С. 50–57. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-02-0-50-57 EDN YWGVVB
5. Охитин В. Н., Меньшаков С. С. Влияние точки инициирования на параметры взрыва цилиндрического заряда на жесткой поверхности // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 1 (13). С. 31–37. DOI: 10.18698/2308-6033-2013-1-561 EDN RACJTR
6. Галимьянов А. А., Мишнев В. И. Исследование эффективности конструкции скважинных зарядов при изменении расположения точки инициирования по высоте колонки заряда // Проблемы недропользования. 2024. № 3 (42). С. 72–77. EDN LKWSAH
7. Особенности инициирования и распространения детонации в цилиндрическом заряде из ТАТБ / Н. А. Володина [и др.] // Физика горения и взрыва. 2024. Т. 60. № 5. С. 98–106. DOI: 10.15372/FGV2023.9340 EDN PUCOSB
8. Mekonnen D., Woldetinsae G., Chala E. T. Optimization of blast design to improve fragmentation of limestone at Dire-Dawa Quarry, Eastern Ethiopia // International Journal of Geo-Engineering. 2026. Vol. 17. Art. 1. DOI: 10.1186/s40703-025-00259-z EDN WCYQHB
9. Клочко И. И., Манжос Ю. В., Касьяненко Д. Л. Влияние условий инициирования зарядов ВВ на эффективность дробления горных пород // Труды РАНИМИ. 2025. № 6 (44). С. 41–50. DOI: 10.24412/2519-2418-2025-644-41-50 EDN HISJZM
10. Касьяненко Д. Л., Клочко И. И. Совершенствование способов управления взрывной отбойкой скальных пород за счет изменения условий инициирования скважинных зарядов ВВ // Альтернативная энергетика: научно-технический журнал. 2025. № 02 (17). С. 155–161.
11. Способ инициирования скважинных зарядов взрывчатых веществ: пат. 2863415 Рос. Федерация / И. И. Клочко, Д. Л. Касьяненко; № 2025132337; заявл. 19.11.2025; опубл. 03.06.2026, Бюл. № 16. 7 с.
12. Bdzil J. B. Steady-state two-dimensional detonation // Journal of Fluid Mechanics. 1981. Vol. 108. P. 195–226. DOI: 10.1017/S0022112081002085
13. Aslam T. D., Bdzil J. B., Stewart D. S. Theoretical and Numerical Structure of Unsteady Detonations // J. Comput. Phys. 1996. Vol. 126. P. 390–413.
14. Забродина Е. А., Орлов Ю. Н., Соловьев В. О. Моделирование распространения детонации в цилиндрическом канале // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. 2018. № 180. С. 1–14. DOI: 10.20948/prepr-2018-180 EDN XZRIEP
15. Касьяненко Д. Л. Исследование влияния условий инициирования зарядов ВВ на параметры продуктов детонации на моделях // Труды РАНИМИ. 2026. № 9 (47). С. 124–132. DOI: 10.24412/2519-2418-2026-947-124-132 EDN MZMGWJ
|
||||
| Полный текст |
|
||||