Представлені результати лабораторних експериментів по дослідженню особливостей роботи невибухових руйнуючих речовин в умовах обмеження їх об’ємних змін в діапазоні 0–10 %. В последнее время все больший интерес ученых и практиков привлекают технологии, основанные на применении невзрывчатых разрушающих веществ (НРВ). Круг задач, решаемых с помощью упомянутых технологий весьма широк. Традиционно НРВ применяются для невзрывного разрушения элементов ликвидируемых зданий, сооружений, фундаментов в условиях невозможности применения взрывного способа с позиций техники безопасности, есть положительный опыт применения указанных материалов при отделении от массива блоков пород, к которым предъявляются высокие требования по трещиноватости и размерам, например камнесамоцветного сырья [1]. Кроме того, имеют практическое применение различные технологии дробления негабаритных блоков пород на карьерах с использованием НРВ. Одной из основных задач стоящих перед горнодобывающей отраслью является сокращение затрат на ведение горных работ и повышение безопасности труда работающих. Решение этих задач в ряде случаев может быть достигнуто за счет использования НРВ. Поэтому в настоящее время разрабатываются и внедряются способы применения невзрывчатых разрушающих веществ взамен традиционных ВВ при проходке выработок, оконтуривании сопряжений выработок и ремонте вертикальных стволов [2, 3]. Обоснованы параметры новых способов поддержания [4, 5] и ремонта [6] горных выработок основанных на сжатии приконтурных пород в пределах зоны неупругих деформаций, а также проводится их промышленное внедрение. В настоящее время в ДонНТУ разрабатывается технология управления напряженно деформированным состоянием породного массива, вмещающего горную выработку, основанная на применении саморасширяющихся материалов. Разработка технологий и способов применения невзрывчатых разрушающих веществ в шахтных условиях должна базироваться на четком представлении механизма и использовании закономерностей их работы. С целью получения таких закономерностей автором проводятся комплексные исследования свойств материала НРВ-80, с позиций его применения в шпуровых и скважинных зарядах [7, 8]. Анализ литературных источников по данному вопросу показал, что первые упоминания о разрушающих составах на основе оксида кальция в зарубежной литературе относятся к 1981–1982 годам [9–12], в отечественной литературе 1984–1985 годам [13–14]. По мере совершенствования саморасширяющихся составов возрастало давление, развиваемое последними за счет самонапряжения. Краткая эволюция отечественных невзрывчатых саморасширяющихся материалов на основе оксида кальция приведена на (рис. 1). Информация о развиваемом давлении саморасширения взята из патентов на изобретение указанных составов, номера которых приведены по оси абсцисс.
Анализ приведенного графика позволяет сделать вывод, что за 20 лет применения невзрывчатых разрушающих материалов давление, развиваемое при их саморасширении, возросло более чем в 3 раза, при этом достигнута заметная стабилизация свойств последних. Так давление саморасширения, развиваемое отечественным составом НРВ- 80 при температуре окружающей среды 25–350 ^oС через 24 часа после затворения, достигает 153 МПа [15]. При таких давлениях разрушение объектов может происходить не только при превышении предела прочности материала на растяжение, но и на сжатие. Однако практика показывает, что деформирование стенок шпура содержащего НРВ, в отличие от взрывного воздействия, не происходит даже при воздействии на образцы из гипса с пределом прочности на одноосное сжатие 20 МПа [16]. Применение НРВ на практике показывает, что заявляемые давления от их саморасширения не развиваются. Это объясняется тем, что указанные в авторских свидетельствах давления от саморасширения НРВ получены в идеально жестких условиях, создание которых при формировании шпуровых и скважинных зарядов на практике практически невозможно. Фактические давления, развиваемые НРВ, зависят от физических свойств материала, на который производится воздействие, а также технических параметров конструкции шпурового заряда. Это должно учитываться при разработке технологий и способов применения невзрывчатых разрушающих веществ в шахтных условиях. Рост объема и давления от саморасширения состава НРВ-80 во времени происходит в четыре этапа. Первый этап длится от момента смешивания компонентов состава до начала протекания реакции гидратации, при этом его расширение и рост давления не происходит. Второй этап совпадает с активным периодом реакции гидратации, за 1,5–2 часа материал развивает 30–35 % от давления зафиксированного в возрасте 24 часа. Третий этап отличается более низкой скоростью роста давлений, прирост еще 30–35 % от давления в возрасте 24 часов происходит на этом этапе за 4–4,5 часа. На четвертом этапе происходит плавный затухающий рост давлений и объема материала, за оставшиеся 60–70 % времени материал набирает еще 30% давления саморасширения. Объемные изменения саморасширяющихся составов и развиваемые при этом давление связаны линейной зависимостью. Величина возникающего в процессе гидратации самонапряжения обратно пропорциональна коэффициенту расширения состава. При этом эмпирическая зависимость величины давления от саморасширения материала НРВ-80 (Р24) в возрасте 24 часа от допустимых объемных деформаций (v0), аппроксимирующая данные экспериментов с коэффициентом корреляции R = 0,94, имеет вид 6,837 ln 39,78 24 Р, Рост давления саморасширения во времени происходит с постоянно повышающейся скоростью. При этом с момента перехода материала из пластифицированного состояния в твердое, рост давления P во времени Т, при отсутствии объемных изменений материала, может быть описан, с коэффициентом корреляции R = 0,98, экспоненциальной зависимостью T 2,77 = 0,015 .

1. Найданов К.Ц. Разработка щадящих технологий добычи ювелирного и поделочного самоцветного сырья (на примере Восточной Сибири): Автореф. дис. канд. техн. наук: 25.00.22/ГОУ ВПО «Читинский гос. ун-т». – Чита, 2007. – 21 с.
2. Шкуматов О.М., Галоян В.А. Комбінована технологія розробки прохідницького вибою криволінійно-уступної форми / Наукові праці Донецького національного технічного університету Серія: «Гірничо-геологічна». – Донецьк: ДонНТУ, 2009. – Вип.10. – С. 70–73.
3. Шевцов М.Р., Калякин С.О., Купенко І.В., Шкуматов О.М., Рубльова О.І. Стан технології та обґрунтування умов руйнування суцільного середовища гірських порід і будівельних конструкцій / Проблеми гірського тиску. Донецьк: ДонНТУ, 2009, № 17 – С. 226–249.
4. Пат. № 51574, МПК(2009) Е21D 11/00 Спосіб зміцнення гірських порід / М.М. Касьян, І.Г. Сахно, М.А. Овчаренко, О.А. Новіков, Ю.А. Петренко (Україна). – 2010 00011; заявл.11.01.2010, опубл. 26.07.2010; Бюл. № 14. – 5с.:ил.
5. Сахно И.Г., Петренко Ю.А., Овчаренко Н.А. Лабораторные исследования особенностей работы разрушенных горных пород при формировании из них несущей конструкции / Проблеми гірського тиску 2008, № 16 – С. 70–81.
6. Касьян М.М., Овчаренко М.А., Сахно І.Г., Петренко Ю.А., Негрій С.Г. Обґрунтування параметрів нової технології перекріплення виробок за допомогою методу скінчених елементів/ Вісті Донецького гірничого інституту. – 2008. – № 2. – С. 104–109.
7. Касьян Н.Н., Овчаренко Н.А., Петренко Ю.А., Сахно И.Г., Самусь О.Л. Лабораторные исследования работы невзрывчатых разрушающих веществ при упрочнении массивов разрушенных горных пород. / Науковий вісник національного гірничого університету. – 2008. – № 8. – С.50–52.