Введение
Часть 1
Эффективное проектирование бурения и взрывных работ имеет основополагающее значение для достижения оптимального разрушения горных пород, контроля затрат и повышения производительности на последующих этапах. Первым шагом в проектировании эффективного взрыва является выбор соответствующих геометрических параметров на основе свойств горных пород, характеристик взрывчатых веществ и специфических условий участка. В данной статье представлены начальные проектные коэффициенты, которые можно использовать в качестве первых приближений при планировании взрывных работ, с учетом необходимости корректировок по мере сбора полевых данных.
1. Оценка бремени
Основная проблема заключается в том, что расстояние между взрывной скважиной и свободной поверхностью зависит от плотности породы и диаметра взрывчатого вещества. Первоначальные рекомендации предполагают следующее:
Легкая порода (2,2 г/см³): 28 × диаметр взрывчатого вещества
Средняя порода (2,7 г/см³): 25 × диаметр взрывчатого вещества
Плотная порода (3,2 г/см³): в 23 раза больше диаметра взрывчатого вещества.
Эти значения могут быть уточнены на основе обратной связи, связанной с фрагментацией, и поведения горных пород в естественных условиях.
2. Расстояние между отверстиями
Расстояние между взрывными волнами обеспечивает равномерное распределение энергии и уменьшает перекрытие или зазоры между ними:
Мгновенный выстрел по ряду: 1,8 – 2,0 × нагрузка
Скважины большого диаметра (последовательные): 1,2 – 1,5 × нагрузка
Отверстия малого диаметра (последовательные): 1,15 – 1,8 × нагрузка
3. Высота скамьи
Высота скамьи зависит от масштаба и нагрузки производства:
Типичный диапазон: 1,5–4,0 × нагрузка, а в некоторых случаях и выше.
4. Подбуривание
Сверление под пластом обеспечивает полное разрушение у основания, что особенно важно в слоистых или плотных пластах:
Плоская подстилка в области носка: 0,0 – 0,1 × нагрузка
Легкий палец: 0,1 – 0,2 × нагрузка
Средний палец: 0,2 – 0,4 × нагрузка
Сложный палец (вертикальная подстилка): 0,5 × нагрузка
Общий вид: (3–15) x D
5. Длина стволовой колонки
Забойная операция удерживает взрывную энергию в скважине и предотвращает разлет обломков:
Общий диапазон: 0,5 – 1,3 × нагрузка
Увеличьте множитель при наличии воды в скважине или при использовании бурового шлама.
Уменьшите множитель для сухих отверстий или при использовании угловой стружки.
Для особо осторожных взрывных работ (без разлета обломков):
Для формирования стебля используйте отверстие диаметром до 36 × диаметр отверстия.
Длина стемминга задержки деки:
Сухие отверстия: 6 × диаметр отверстия
Влажные отверстия: 12 × диаметр отверстия
Размер материала для стемпинга = от D/10 до D/20
6. Коэффициент жесткости нагрузки (Sr)
=H/B : 2–3,5 хорошая фрагментация
Sr > 3,5, очень хорошая фрагментация
Проектирование контрольного взрыва
Предварительное разделение взрывных работ
Расстояние между отверстиями = Диаметр отверстия x 12
Нагрузка = 0,5 x нагрузка от взрыва при добыче (B)
Длина незаряженного участка сверху = 10 x D
Коэффициент износа: 0,5 кг на квадратный метр забоя.
Гладкая пескоструйная обработка
Расстояние между отверстиями = 15 x диаметр отверстия (в твердой породе)
20 отверстий диаметром (мягкая порода)
Нагрузка = 1,25 x Расстояние
Тип породы PF (кг/м3)
Жесткий 0,7 – 0,8
Средний 0,4 – 0,5
Мягкий 0,25 – 0,35
Очень мягкий 0,15 – 0,2
Заключение
Эти соотношения служат отправной точкой при проектировании взрывных работ. Геологические характеристики каждого участка и отзывы о результатах должны служить ориентиром для дальнейшей оптимизации. Во второй части мы рассмотрим распределение заряда и инициирование взрыва для дальнейшего повышения его эффективности.
Библиография
Краткое справочное руководство Dyno Nobel по взрывным работам и взрывчатым веществам, 2010 год.
Видео предоставлено: Крис Аддикотт
Понимание взаимодействия между параметрами, управляемыми взрывом, и распределением энергии взрыва.
Часть 2
В открытых и подземных горных работах достижение оптимального измельчения и эффективности последующих этапов во многом зависит от того, насколько хорошо энергия взрыва распределяется по всей зоне взрыва (Zhang et al., 2023). Для инженеров, занимающихся бурением и взрывными работами, это распределение не является случайным, оно напрямую зависит от состояния контролируемых параметров взрыва.
1. Диаметр отверстия и нагрузка/расстояние между отверстиями
Размер взрывной скважины играет центральную роль в определении энергии на единицу объема породы (пороховой коэффициент). Большие скважины позволяют использовать более мощный взрывчатый заряд, но без надлежащей регулировки количества взрывчатого вещества и расстояния между скважинами энергия может либо преждевременно выплеснуться, либо оказаться недостаточной для эффективного разрушения горной породы. Хорошо сбалансированное количество взрывчатого вещества и расстояние между скважинами гарантируют, что энергия взрыва будет локализована и направлена туда, где она наиболее эффективна, в пределах естественных слабых мест породы.
2. Длина и тип стебля
Засыпка действует как механизм ограничения, и её длина определяет, сколько энергии сохраняется для выполнения полезной работы (фрагментация) по сравнению с потерей в атмосферу (воздушный поток и разлет обломков). Слишком короткая засыпка приводит к чрезмерному высвобождению энергии вверх, снижая эффективность разрушения. Материал засыпки также имеет значение; инертные и высокофрикционные материалы сохраняют энергию лучше, чем рыхлый или влажный наполнитель.
3. Тип и плотность взрывчатого вещества
Различные взрывчатые вещества имеют разную скорость детонации и энергетическую отдачу. Выбор взрывчатого вещества с подходящими характеристиками для типа породы и желаемого результата дробления гарантирует, что энергия не будет ни чрезмерной (что приведет к образованию мелких частиц и перебора), ни недостаточной (что приведет к образованию валунов и плохому дроблению). Кроме того, плотность взрывчатого вещества влияет на количество энергии, загружаемой на единицу длины скважины.
4. Последовательность инициализации и задержки по времени.
Последовательность и время детонации определяют, как энергия передается между скважинами и как динамически реагирует горная порода. Правильная задержка детонации обеспечивает эффективное снятие нагрузки и последовательное перемещение породы, способствуя эффективной передаче энергии и снижая риск ударной волны и вибрации грунта.
Заключение
Параметры, управляемые взрывом, не являются изолированными конструктивными факторами, они действуют согласованно, определяя, как распределяется и используется энергия взрыва.
Что нужно знать о WipFrag
WipFrag 4 — это мощный инструмент анализа изображений, используемый для оценки результатов взрывных работ путем анализа распределения размеров частиц на изображениях отвалов взрывчатых веществ. Он помогает определить качество фрагментации, наличие валунов и совместимость с дробилкой. Благодаря таким инструментам, как «диапазон спецификаций», «помощь в редактировании» и автоматическое масштабирование, WipFrag 4 поддерживает непрерывный мониторинг и оптимизацию взрывных работ, повышая производительность и снижая затраты, связанные с негабаритными частицами.
Нажмите ЗДЕСЬ Скачайте и бесплатно ознакомьтесь с демо-версией.
“Проводите взрывные работы безопасно, используя соответствующие средства индивидуальной защиты”.”
Важность нижнего заряда и распределения энергии при взрывных работах
Часть 3
В открытых и подземных горных работах достижение оптимального измельчения породы за счет эффективного проектирования взрывных работ является ключом к эффективности производства. Одним из важнейших, но часто недооцениваемых аспектов проектирования взрывных работ является нижний заряд — часть взрывчатого вещества, помещенная на дно взрывной скважины, и ее вклад в распределение энергии внутри горной породы.
Что такое нижний заряд?
Нижний заряд, также известный как столбчатый заряд, обычно представляет собой взрывчатое вещество большей плотности или концентрированную часть общего заряда, размещенную у основания скважины. Его основная функция заключается в инициировании разрушения снизу вверх, обеспечивая эффективное разрушение и перемещение всего заряда.
Почему это важно
1. Раздавливание и фрагментация в области пальцев ног
Область у основания куска породы является наиболее устойчивой частью куска. Без достаточной энергии в нижней части может произойти плохое разрушение или даже проблемы с участком у основания (твердый край). Тщательно рассчитанный заряд в нижней части куска породы гарантирует, что эта область получит достаточно энергии для инициирования образования и распространения трещин.
2. Улучшенное распределение энергии
Равномерное распределение энергии вдоль взрывной скважины имеет решающее значение. Концентрация большей энергии в нижней части обеспечивает лучшее распространение волновых напряжений, снижает потери энергии в воздушных зазорах или зонах забоя и приводит к более равномерному дроблению по всей толще взрывчатого вещества.
3. Снижение количества обломков породы и перебора породы.
Грамотно спроектированная засыпка нижней части скважины снижает неконтролируемое высвобождение энергии в верхней части скважины, минимизируя разлет обломков породы и перебор породы. Это способствует более безопасной и чистой работе, особенно в густонаселенных районах или районах с развитой инфраструктурой.
Простой пошаговый расчет количества заряда в нижней части кристалла.
1. Определите диаметр отверстия.
Предположим:
2. Диаметр отверстия d = 102 мм = 0,102 м
3. Площадь поперечного сечения отверстия (А):
A = (π*d*d)/4
А = 0,00817 м²
4. Плотность взрывчатого вещества (ρ): Предполагая, что плотность ANFO составляет ρ = 850 кг/м³
5. Определите длину нижнего заряда.
Предположим:
Длина нижнего заряда (Lb) = 1,2 м
6. Рассчитайте нижний заряд (массу).
Масса нижнего заряда = A × Lb × ρ = 0,00817 × 1,2 × 850 ≈ 8,33 кг
Что определяет длину нижнего заряда?
Камень Твердость и прочность, диаметр скважины, стратегия закладки, высота уступа, желаемая степень фрагментации и разрушения основания, длина забоя, наличие воды в скважине, желаемый разброс или смещение, характер взрыва, геометрия и т. д. Роль нижнего заряда выходит за рамки простого инициирования взрыва.
WipFrag обеспечивает точный анализ фрагментации по изображениям взрывов, предоставляя важные данные для оценки эффективности взрывных работ. Он способствует непрерывному совершенствованию, выявляя проблемы с избыточным размером частиц, оптимизируя конструкции взрывных установок и обеспечивая совместимость дробилок. Благодаря обратной связи в реальном времени и диапазонам технических характеристик, он улучшает процесс принятия решений и повышает общую эффективность работы на всех этапах — от добычи до переработки.
Ознакомиться с тематическим исследованием можно ЗДЕСЬ.
Видео предоставлено Гораном Петровичем.
WipWare