Intensification of technological processes in drilling and blasting operations during open-cut mining in Kyzylkum region

Purpose. It is found that for long term standing, the pit bench profile is close to the boundary of the disturbed zone. Therefore, long stability of the bench can be estimated in respect to the size of the disturbed area and the boundary of residual deformations zone. Methods. Protective ability of the shielding splitting during the perimeter blasting in Kyzylkum quarries is estimated by the amplitude coefficient depending on the width of the shielding splitting, duration of explosive pulse as well as physical and mechanical properties of the shielding splitting filler. Findings. Analysis of the research regarding special methods of conducting drilling and blasting operations (DBO) for bench slope development showed that the most effective way of reducing deformation zone beyond the designed surface of separation is to use pre-splitting. Analysis of the research related to selecting parameters of contouring charges for creating a shielding splitting revealed the absence of methods which can reasonably and unequivocally recommend DBO parameters for specific mining and geological conditions. Currently known dependences only approximately allow to estimate the relationships between the main parameters of contouring explosives. Originality. In accordance with the “Research method of blast impact of contouring charges in the border zone of the quarry”, experiential and industrial tests of the developed blast design and effective parameters of perimeter blasting have been conducted in Muruntau quarry. As a result, stable slopes of 20-meter benches with the slope angle 60 degrees were formed, eliminating the need for additional wall cutback, simultaneously improving labour safety at lower horizons. The developed effective parameters of perimeter blasting ensured creation of maximal widest shiel-ding splitting for the designed limit of the disturbance zone thickness with destroyed inter-block connections in the area adjacent to the slope. Practical implications. Fixing mixture underwent industrial testing and was implemented in Tashkura quarry of Djeroy-Sardara phosphorite fields. It was established that during explosive fragmentation of rock mass, using stemming of fixing mixture, the amount of dust and gas clouds is reduced by 30 – 35% as compared with stems made of drill cuttings.Мета. Розробка і впровадження способів інтенсифікації процесів буропідривних робіт на кар’єрах Кизилкумського регіону, що дозволяють забезпечити необхідну якість підірваної гірничої маси, можливість управління формою та параметрами розвалу, збереження геологічної структури масиву й скорочення часу підготовчо-відновлювальних робіт. Методика. Кількісна оцінка ефекту від застосування методу попереднього щілеутворення на кар’єрах Кизилкумського регіону оцінена за допомогою коефіцієнта ефективності застосування контурного підривання, а захисна здатність екрану щілини при контурному підриванні – амплітудним коефіцієнтом, що залежить від ширини екрану щілини, тривалості вибухового імпульсу та фізико-механічних властивостей заповнювача щілини. Результати. В результаті проведених теоретичних досліджень отримано залежності для визначення ефективних параметрів контурного підривання з умови сумісності вимоги проростання мережі тріщин між оконтурюючими свердловинами. Захисна здатність екрану щілини істотно залежить від щільності її заповнювача, тому при розрахунку параметрів контурних зарядів необхідно враховувати розкриття відрізної щілини за рахунок ущільнення прилеглого масиву. Параметри оконтурюючих зарядів повинні вибиратися з урахуванням обмеження зони порушення міжблочних зав’язків відповідно до вимог забезпечення стійкості укосів уступів. Наукова новизна. Встановлено, що при довготривалому стоянні профіль уступу наближається до профілю межі зони порушень, що дозволяє судити про тривалу стійкість уступу. Розроблено математичну модель, що описує дію вибуху свердловинного заряду вибухової речовини в масиві, на основі якої визначено кінематичні параметри розльоту гірських порід. Практична значимість. Розроблені ефективні параметри контурного підривання забезпечують створення максимально широкої екрануючої щілини при заданому обмеженні потужності зони порушень міжблочних зв’язків у приукісній частині масиву. При вибуховому розпушуванні гірського масиву з використанням забійки із закріплюючої суміші обсяг пилогазової хмари зменшується на 30 – 35% у порівнянні з розпушуванням із використанням забійки з бурового дрібняку. Закріплююча суміш впроваджена на кар’єрі Ташкура Джерой-Сардарінського родовища фосфоритів.Цель. Разработка и внедрение способов интенсификации процессов буровзрывных работ на карьерах Кызылкумского региона, позволяющих обеспечить необходимое качество взорванной горной массы, возможность управления формой и параметрами развала, сохранение геологической структуры массива и сокращение времени подготовительно-восстановительных работ. Методика. Количественная оценка эффекта от применения метода предварительного щелеобразования на карьерах Кызылкумского региона оценена с помощью коэффициента эффективности применения контурного взрывания, а защитная способность экранирующей щели при контурном взрывании – амплитудным коэффициентом, зависящим от ширины экранирующей щели, длительности взрывного импульса и физико-механических свойств заполнителя щели. Результаты. В результате проведенных теоретических исследований получены зависимости для определения эффективных параметров контурного взрывания из условия совместимости требования прорастания сети трещин между оконтуривающими скважинами. Защитная способность экранирующей щели существенно зависит от плотности ее заполнителя, поэтому при расчете параметров оконтуривающих зарядов необходимо учитывать раскрытие отрезной щели за счет уплотнения прилегающего массива. Параметры оконтуривающих зарядов должны выбираться с учетом ограничения зоны нарушения межблочных связей в соответствии с требованиями обеспечения устойчивости откосов уступов. Научная новизна. Установлено, что при долговременном стоянии профиль уступа приближается к профилю границы зоны нарушений, что позволяет судить о длительной устойчивости уступа. Разработана математическая модель, описывающая действие взрыва скважинного заряда взрывного вещества в массиве, на основе которой определены кинематические параметры разлета горных пород. Практическая значимость. Разработанные эффективные параметры контурного взрывания обеспечивают создание максимально широкой экранирующей щели при заданном ограничении мощности зоны нарушений межблочных связей в приоткосной части массива. При взрывном рыхлении горного массива с использованием забойки из закрепляющей смеси объем пылегазового облака уменьшается на 30 – 35% по сравнению с рыхлением с использованием забойки из буровой мелочи. Закрепляющая смесь внедрена на карьере Ташкура Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов.The paper did not originate under any project and no funding was raised

Scientific and technical fundamentals for explosive destruction of the mass composed of rocks with different hardness

Purpose. To develop the technology for explosive destruction of solid inclusions in the mass of rocks with different hardness on the basis of established correlations between changes in the radius of hard streaks fragmenting, fracturing density and relative distance to the free surface during various initiating techniques in rocks of different hardness. Methods. Theoretical and experimental research into the development of scientific and technical fundamentals of explosive destruction of the mass of rocks with different hardness, which allows to determine the zone of hardening soft rocks located between solid inclusions. Findings. The developed technology for explosive destruction of mass of rocks with different hardness was implemented in the Tashkura quarry of Dzheroj-Sardara phosphate deposit of Navoiy MMC resulting in the economic effect of UZS 581.7 mln per 10.5 mln m3 of the extracted rock, while the economic effect in the free industrial and economic zone “Navoiy” was more than UZS 12 mln per 17000 m3 of the extracted rock. Originality. The conducted complex research resulted in the new technology for explosive destruction of the mass of rocks with different hardness, including hole boring, determination of the number and capacity of hard streaks in the process of boring, placing of the explosive charge in the hole, stemming. and blasting. Practical implications. Implementing the research results in the open quarry of Navoiy MMC allowed to make a significant contribution to the solution of the topical scientific and practical problem: efficient blast energy utilization during industrial explosions on hard streaks.Мета. Розробка способу вибухового руйнування міцних включень в масиві різноміцних гірських порід на основі встановлення закономірностей зміни радіуса дроблення міцних пропластков та щільності тріщи-ноутворення від відносної відстані до вільної поверхні при різних способах ініціювання в різноміцних гірських породах. Методика. Теоретичні та експериментальні дослідження з розробки науково-технічних основ вибухового руйнування масиву різноміцних гірських порід, що дозволяють встановити зону ущільнення м’яких порід, що знаходяться між міцними включеннями. Результати. Розроблені способи вибухового руйнування масиву різноміцних гірських порід впроваджені на кар’єрі Ташкура Джером-Сардарінского родовища фосфоритів Навоїйського гірничо-металургійного комбінату з отриманням економічного ефекту в розмірі 581.7 млн UZS на 10.5 млн м3 відбиваної гірської маси й у вільній індустріально-економічній зоні “Навої” з отриманням економічного ефекту в розмірі понад 12 млн UZS на 17000 м3 відбиваної гірської маси. Наукова новизна. В результаті проведених комплексних досліджень запропоновано спосіб вибухового руйнування масиву різноміцних гірських порід, що включає буріння свердловин, визначення в процесі буріння кількості й потужності міцних пропластків, розміщення у свердловині заряду вибухової речовини, забійку та підривання. Практична значимість. Реалізація результатів на відкритих гірничих роботах Навоїйського гірничо-металургійного комбінату дозволила внести істотний внесок у вирішення актуального науково-практичного завдання – ефективного використання енергії вибуху по міцному пропластку при проведенні промислових вибухів.Цель. Разработка способа взрывного разрушения крепких включений в массиве разнопрочных горных пород на основе установления закономерностей изменение радиуса дробления крепких пропластков и плотности трещинообразования от относительного расстояния до свободной поверхности при различных способах инициирования в разнопрочных горных породах. Методика. Теоретические и экспериментальные исследования по разработке научно-технических основ взрывного разрушения массива разнопрочных горных пород, позволяющие установить зону уплотнения мягких пород, находящихся между крепкими включениями. Результаты. Разработанные способы взрывного разрушения массива разнопрочных горных пород внедрены на карьере Ташкура Джерой-Сардаринского месторождения фосфоритов Навоийского горно-металлурги-ческого комбината с получением экономического эффекта в размере 581.7 млн UZS на 10.5 млн м3 отбиваемой горной массы и в свободной индустриально-экономической зоне “Навоий” с получением экономического эффекта в размере более 12 млн UZS на 17000 м3 отбиваемой горной массы. Научная новизна. В результате проведенных комплексных исследований предложен способ взрывного разрушения массива разнопрочных горных пород, включающий бурение скважин, определение в процессе бурения количества и мощности крепких пропластков, размещение в скважине заряда взрывчатого вещества, забойку и взрывание. Практическая значимость. Реализация результатов на открытых горных работах Навоийского горно-металлургического комбината позволила внести существенный вклад в решение актуальной научно-практической задачи – эффективного использования энергии взрыва по крепкому пропластку при проведении промышленных взрывов.The paper did not originate under any project and no funding was raised

The influence of iron microstructure on tool capacity during cutting process

© Published under licence by IOP Publishing Ltd. An overview of machinability by cutting cast irons is given. The effect of the microstructure of cast iron on the tool's working capacity during cutting has been studied. The reasons for the tool failure during drilling are revealed

Cutter profile of a mill for machining screw channels

© 2017, Allerton Press, Inc. A method is proposed for determining the cutter profile of a mill

Effect of the crystal structure on the optical properties and Ag sensitization of Tb3+/Yb3+ ions in silica-zirconia glasses and glass-ceramics

The role of the material structure in the energy transfer between Ag and Tb3+/Yb3+ ions is studied in silica-soda-zirconia sol-gel glasses and glass-ceramics. The preparation of Tb3+ and Yb3+ doped silica-soda-zirconia layers was carried out by sol-gel and dip-coating, followed by thermal annealing. The precipitation of zirconia nanocrystals was obtained by controlling the annealing temperature: from a full amorphous glass at 700 °C into a glass-ceramic at 1000 °C. A different crystalline structure of zirconia nanocrystals, tetragonal or cubic, was controlled by the rare-earth doping and investigated in relation to the Tb3+/Yb3+ optical properties. Moreover, Ag codoping was introduced by ion-exchange, obtaining a significant photoluminescence enhancement, both in the intensity and in the broadness of the excitation band, covering the whole UV region and part of the violet-blue region. Ag-sensitized Tb3+/Yb3+ doped silica-soda-zirconia glass-ceramics were attested to be potential candidates for energy-related applications, such as spectral conversion layers for solar cells, lasers and light-emitting devices (LEDs) in the visible and NIR spectral regions

Effect of thermally treated wood

There are many studies on the thermal treatment of wood, but the treatment of thermally modified wood with different flame retardants, and the changes that occur in this process are not fully understood. This paper assesses various thermal modifications and the flame retardant effect on thermally modified wood under conditions that simulate the natural process of wood combustion by a heat source, constant air flow and exhaust gas flow. The research temperature ranges from 160 to 260 C. It has been experimentally proven that thermally modified wood impregnated with a fire retardant has a greater fire and ignition resistance than untreated wood. © Published under licence by IOP Publishing Ltd

Impact of polyelectrolyte coating in fluorescent response of Eu(III)-containing nanoparticles on small chelating anions including nucleotides

© 2014 Elsevier B.V. The present work introduces a novel route to sense the permeability of the polyelectrolyte layer deposited onto luminescent core. The use of ternary Eu(III) complexes as the luminescent core enables to detect the permeability of the polyelectrolyte layers through the change of the Eu(III)-centered luminescence. The chelating anions, such as adenosine phosphates, glutamic acid and ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt were used as substrates. The origin of the fluorescent response is the complex formation of the substrates with the Eu(III) complexes, which is greatly affected by the equilibrium concentration of the substrates at the surface of the core. The latter in turn is influenced by the permeability of the polyelectrolyte layer. The obtained results highlight the impact of the nature of the exterior layer in the penetration of the substrates through the negatively and positively charged polyelectrolyte layers

Extraction of lanthanum and gadolinium(III) at the cloud point using p-sulfonatocalyx[n]arenes as chelating agents

The extraction of gadolinium(III) and lanthanum(III) ions at the cloud point is studied in Triton X100 micellar solutions in a wide range of pH. In the absence of chelating agents, lanthanum(III) and gadolinium(III) ions are unselectively extracted at pH > 6. It is shown that the use of p-sulfonatothiacalyx[6(8)]arenes as chelating agents noticeably enhances the degree of extraction at pH 2-6. The composition and stability of lanthanum-p-sulfonatothiacalyx[n]arene complexes (n = 4, 6, 8) are estimated in a wide range of pH by pH-potentiometry. The degree of Gd3+ and La3+ ions extraction, which is performed at the cloud points employing calyxarene macrocycles of different sizes, is depended on the acidity of a medium. © 2009 Pleiades Publishing, Ltd

Phosphineoxide-Chelated Europium(III) Nanoparticles for Ceftriaxone Detection

The present work demonstrates the optimization of the ligand structure in the series of bis(phosphine oxide) and β-ketophosphine oxide representatives for efficient coordination of Tb3+ and Eu3+ ions with the formation of the complexes exhibiting high Tb3+- and Eu3+-centered luminescence. The analysis of the stoichiometry and structure of the lanthanide complexes obtained using the XRD method reveals the great impact of the bridging group nature between two phosphine oxide moieties on the coordination mode of the ligands with Tb3+ and Eu3+ ions. The bridging imido-group facilitates the deprotonation of the imido- bis(phosphine oxide) ligand followed by the formation of tris-complexes. The spectral and PXRD analysis of the separated colloids indicates that the high stability of the tris-complexes provides their safe conversion into polystyrenesulfonate-stabilized colloids using the solvent exchange method. The red Eu3+-centered luminescence of the tris-complex exhibits the same specificity in the solutions and the colloids. The pronounced luminescent response on the antibiotic ceftriaxone allows for sensing the latter in aqueous solutions with an LOD value equal to 0.974 μM

Nanoparticles based on gadolinium(iii) and europium(iii) complexes for biovisualization

© 2016, Springer Science+Business Media New York.Complexes Ln(TTA)3 and [Ln(TTA)3·1] (Ln = Eu, Gd; ТТА is thenoyltrifluoroacetyl-acetonate; 1 is 2-(5-chlorophenylene-2-hydroxy)-2-phenylethylene-bis(2-methoxy)phosphine oxide) in individual form, and as a part of a core of the polyelectrolyte stabilized colloids have been studied by Mössbauer spectroscopy and X-ray powder diffraction. The photophysical and colloidal characteristics of the solutions of polyelectrolyte nanoparticles were studied in water, artificial cerebrospinal fluid solution, solution of bovine serum albumin, and human blood serum. A stability of a luminescent response of the nanoparticles in solutions of bovine serum albumin and human blood serum at 37 °С for 2 hours has been revealed. This is a prerequisite for the potential application of studied nanoparticles for biovisualization