Затем производят заряжание скважин 4 зарядами 5 одного и того же промышленного взрывчатого вещества (ПВВ), диаметр которых равен диаметру скважин. Заряжание предварительно производят от дна скважины до почвы таликовой зоны 2. После этого опускают и устанавливают боевик 8 с проводником детонации 9, после чего размещают инертный промежуток 6 (песок или каменная мука). При этом проводник детонации 9 пропускают через инертный промежуток 6. Далее устанавливают ледяной цилиндр 7 и боевик 8 для таликовой зоны 2, соединенный с проводником детонации 9. Выполняя аналогичные операции, продолжают зарядку ВВ до проектной высоты заряда. Соответственно заряды 5 в зонах сезонноталого слоя 1 и таликовой прослойки 2 имеют вид полого цилиндра.
В процессе заряжания скважин выполняют монтаж внутрискважинных взрывных сетей и соединяют их вывод 10 с поверхностной сетью, а по окончании заряжания - забойку 11 верхней незаряженной части скважин. В первую очередь с помощью электродетонатора взрывают одновременно боевики 8 в зонах сезонноталого слоя 1 и таликовых прослоек 2, от взрыва которых взрывают детонирующим шнуром (ДШ) 9 и от него - заряды 5 в многолетнемерзлых породах 3.
При таком способе взрывания ледяные цилиндры измельчаются и испаряются, при этом существенно повышается давление в сезонноталом слое и таликовой прослойке. Это препятствует прорыву взрывных газов от взрыва зарядов в зоне многолетнемерзлых пород всезонноталых слоя и таликовой прослойке.
Давление водяных паров, образующихся при испарении ледяного цилиндра, значительно выше, чем взрывных газов (продуктов детонации) заряда в сезонноталом слое и таликовой прослойке. Это связано с тем, что молярная масса молекул воды в разы меньше таковой для сложных молекул взрывчатых веществ. В первом приближении, считая, что для взрывных газов выполняется закон Клапейрона-Менделеева, давление газов обратно пропорционально молярной массе газов, и, соответственно, давление паров воды будет больше, чем давление взрывных газов.
При этом одним из известных методов (например, георадиолокационным) определяют наличие зон сезонноталого слоя и таликовой прослойки во вмещающем сложноструктурном массиве многолетнемерзлых пород, оконтуривают в плане кровлю и почву этих зон и устанавливают параметры залегания указанных зон внутри взрываемого массива, в том числе их мощность по глубине конкретных скважин, корректируют конструкцию и параметры скважинных зарядов ВВ, необходимые места размещения ледяных цилиндров по глубине скважин.
Далее заряжают скважины промышленными ВВ, диаметр которых равен диаметру скважин, это позволяет упростить процесс заряжания, максимально использовать объем скважин и увеличить выход горной массы с 1 погонного метра скважины.
Полученное техническое решение обладает существенной новизной, на него получен патент № 2775124, что является признанием Роспатентом оригинальности технического решения.
Практика постановки производственных задач в виде кейсов в учебном процессе показала реальные возможности их решения студентами на высоком инновационном уровне. На данном примере представлена сложнейшая проблема взрывного разрушения мерзлых горных пород с сезонномерзлым и сезонноталым слоями, где наблюдаются наибольший выход негабаритов и отказы зарядов из-за вымывания селитры водой. Предложенное техническое решение, достигнутое на основе использования метода мозговой атаки во время практических занятий, значительно повышает эффективность действия заряда именно в зоне сезонномерзлого и сезонноталого слоев благодаря введению коаксиального цилиндрического заряда с ледяным стержнем и управлению временем внутрискважинного замедления зарядов.
Выводы
1. Развитие горнодобывающей промышленности на севере-востоке страны, где имеется обширное развитие многолетней мерзлоты, влечет за собой обязательное применение буровзрывных работ и часто сопровождается отказами зарядов и выходом негабаритов, что создает производственные проблемы. Привлечение студентов горного профиля к решению подобных производственных задач в виде кейсов в учебном процессе является эффективным решением в их подготовке и в дальнейшем позволит персоналу успешно выработать новые идеи и разработки для создания конкурентоспособной продукции, а также повысит качество подготовки высококвалифицированных инженерных кадров в стенах вуза, что становится актуальной задачей поиска подходов, методик, технологий для реализации потенциалов, выявления и раскрытия резервов личности, повышения инновационной активности студентов.
2. Представленный пример решения кейса, сформированного из области буровзрывных работ в условиях многолетней мерзлоты, и его решение студентами позволили достичь существенно нового технического решения; решение достигнуто на основе использования метода мозговой атаки во время практических занятий и в целом значительно повышает эффективность действия заряда именно в зоне сезонномерзлого и сезонноталого слоев благодаря введению коаксиального цилиндрического заряда с ледяным стержнем и управлению временем внутрискважинного замедления зарядов.
3. Наиболее эффективными средствами при решении кейсов горных задач студентами являются методы и приемы решения технических задач, которые позволят развить профессиональное мастерство специалистов и заблаговременно сформировать у студентов инженерных специальностей творческое мышление, инновационные подходы к решению технологических задач в процессе учебы с обязательным обучением методам и приемам решения научно-технических задач.
Список литературы
1. Solovev V.O., Shvedov I.M. Development of New Mining and еп§іпеегіп§ Construction Works for the Development of Remote Northern Regions and the Far East. CDQM, An Int. J. 201. Vol. 17. N 4. P. 34-41.
2. Дугарцыренов А.В., Ким С.И., Камолов Ш.А. Особенности взрывного разрушения сложных массивов с прослоями крепких пород // Научно-технический и производственный горный вестник Узбекистана. 2014. № 58. С. 22-24.
3. Рахманов Р.А. Обоснование и разработка способа взрывного разрушения сложноструктурных массивов горных пород с крепкими включениями на карьерах: автореф. дис. ... канд. техн. наук, Москва, 2013. 21 с.
4. Бельченко Е.Л., Соловьев В.О., Шведов И.М. Перспективы использования переносных взрывореактивных комплексов в разработке золоторудных месторождений дальневосточного региона // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014. № 10. С. 214-219.
5. Белин В.А., Трусов А.А., Цэдэнбат А. Особенности ведения взрывных работ в условиях вечной мерзлоты на угольных разрезах Монголии // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № ОВ 7. С. 113-118.
6. Ищенко К.С., Кратковский И.Л., Коновал С.В., Мазур А.Н., Нашеда В.К. Эффективность взрывной отбойки сложноструктурных горных пород комбинированными зарядами на нерудных карьерах // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. № 3. С. 76-82.
7. Заровняев Б.Н., Николаев С.П., Шубин Г.В., Дугарцыренов А.В. Анализ состояния буровзрывных работ на АО "Алмазы Анабара" // Взрывное дело. Выпуск №120/77. М.: ИПКОН РАН, 2018. С. 122-132.
8. Potsch M., Gaich A., McClure R. A. Designing and optimizing surface blasts using 3D images. Measurements and Analysis of Blast Fragmentation: Fradblast 10. 2013. P. 41-47.
9. Подымов Н.А., Чжан Ли, Нго Тхи Нга. Психологические барьеры в учебнопрофессиональной деятельности студентов // Проблемы современного образования. 2018. № 3. С. 35-46.
10. Пеньков В.Е., Волочков И.В. Педагогический потенциал траблхакинга в формировании
11. творческого мышления // Современные проблемы науки и образования. 2020. № 3. [Электронный ресурс]. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=29806 (дата обращения: 25.09.2022).
12. Заровняев Б.Н. Повышение творческой активности студентов горного профиля //
13. Современные проблемы науки и образования. 2021. № 5. [Электронный ресурс]. URL: https://science-education.m/ru/artide/view?id=31097 (дата обращения: 06.10.2021). DOI: 10.17513/spno.31097.
14. Заровняев Б.Н., Шубин Г.В., Собакина М.П., Будикина М.Е., Аммосова М.Н. Формирование профессиональных компетенций студентов // ЦИТИСЭ. 2021. № 1 (27). С. 360371. DOI: 10.15350/2409-7616.2021.1.32.