Понимание процессов взрывных работ и дробления горных пород

Взрывные работы являются неотъемлемой частью горнодобывающей промышленности, разработки карьеров и строительства. Использование взрывчатых веществ для дробления больших объемов породы на управляемые фрагменты позволяет более эффективно добывать, транспортировать, дробить и перерабатывать материал.

Однако успешный взрыв включает в себя не только разрушение породы. Полученная в результате дробление должна также соответствовать требованиям оборудования и последующих процессов. Слишком крупный материал может вызвать проблемы при погрузке или дроблении, а избыток мелких частиц может создать другие трудности при транспортировке и переработке.

Размер и распределение обломков горных пород зависят от нескольких взаимосвязанных факторов, включая свойства породы, характеристики взрывчатого вещества, геометрию взрыва, точность бурения и время начала взрыва.

Понимание этих взаимосвязей и измерение результатов закладывают основу для повышения эффективности взрывных работ.

1. Как взрывные работы разрушают горные породы

Когда взрывной заряд детонирует внутри взрывной скважины, он высвобождает энергию, которая генерирует интенсивное давление и волновые напряжения в окружающей породе.

Взаимодействие этих сил, расширяющихся взрывоопасных газов и физических свойств породы приводит к образованию трещин и разделению фрагментов.

Разрушение горных пород обычно понимается как сочетание нескольких механизмов.

Ударные волны и начальное растрескивание

Детонация генерирует ударную волну высокого давления, которая распространяется от взрывной воронки.

Непосредственно вокруг заряда давление может превышать прочность породы на сжатие, создавая относительно небольшую зону разрушения. За пределами этой зоны ударная волна ослабевает, превращаясь в волну напряжений, которая распространяется по окружающей горной породе.

Эти напряжения могут инициировать образование новых трещин, расширять существующие и ослаблять структуру породы.

Степень разрушения зависит от характеристик взрывчатого вещества, прочности и структуры породы, а также от способа распространения энергии в материале.

Разрушение при растяжении и свободные поверхности

Хотя горные породы способны выдерживать значительные сжимающие напряжения, под растяжением они, как правило, гораздо слабее.

Когда волна сжимающего напряжения достигает свободной поверхности, например, открытой стенки карьерной террасы, часть волны отражается в виде волны растяжения.

Если возникающее растягивающее напряжение превышает предел прочности породы на растяжение, могут образоваться трещины.

Этот механизм может способствовать отслоение, где слои породы расходятся вблизи свободной поверхности.

В ранних исследованиях Хино (1956) было описано, как отраженные волны напряжения могут способствовать образованию последовательных слоев трещин. Это помогло заложить важную основу для теоретического понимания взрывного разрушения горных пород.

Однако отражение растягивающих волн — лишь один из механизмов, участвующих во взрывных работах. Существующие трещины, плоскости напластования, расширяющиеся газы и движение горных пород также играют важную роль в определении окончательного разрушения.

Расширение газов и движение горных пород

После детонации взрывчатые газы высокого давления могут проникать в трещины и раздвигать их дальше друг от друга.

По мере расширения этих трещин части горной породы отделяются и начинают двигаться в сторону свободных поверхностей.

Дополнительное разрушение может происходить из-за изгиба, разделения, столкновений и взаимодействия фрагментов породы с окружающим материалом.

Совместное воздействие волновых напряжений, давления газа и движения горных пород определяет, насколько эффективно разрушается массив горных пород.

Важное различие заключается в том, что взрывные работы должны достичь двух целей: разрушить породу и обеспечить достаточное движение для разделения фрагментов. Взрыв может вызвать обширное растрескивание, но при этом дать неудовлетворительные результаты, если порода слишком плотно сжата, чтобы эффективно перемещаться.

2. Свойства горных пород и геологические факторы

Характеристики горной породы оказывают существенное влияние на эффективность взрывных работ.

Два взрыва, выполненные с использованием схожих схем бурения и взрывчатой нагрузки, могут привести к совершенно разным результатам в виде фрагментации породы при изменении геологических условий.

Прочность и плотность горных пород

Прочность горных пород влияет на напряжения, необходимые для образования и распространения трещин.

Более прочная порода может более эффективно сопротивляться разрушению, в то время как различия в плотности и упругих свойствах влияют на то, как волновые напряжения распространяются по материалу.

Эти свойства необходимо учитывать наряду с энергией взрыва и геометрией взрывной волны.

Трещины, разломы и плоскости напластования

Большинство горных пород содержат естественные разрывы, включая трещины, разломы, разломы и плоскости напластования.

Эти особенности влияют на то, как разрушается порода, поскольку они образуют существующие границы или слабые места в материале.

В некоторых случаях разрывы способствуют фрагментации, предоставляя поверхности, вдоль которых порода может разделяться.

В других случаях их расположение, ориентация или состояние могут способствовать образованию крупных блоков, неравномерной фрагментации или нежелательному перемещению горных пород.

Например, широко расположенные трещины могут позволить большим участкам породы оставаться неповрежденными даже при более обширном растрескивании окружающего материала.

Геологическая изменчивость

Геологические условия редко бывают однородными по всей площади взрыва.

Изменения прочности породы, степени выветривания, расстояния между трещинами и ориентации структуры могут приводить к различным результатам фрагментации в пределах одной и той же схемы бурения.

Эта изменчивость важна при оценке эффективности взрывных работ. Участок, содержащий крупные фрагменты, может указывать на проблемы с конструкцией или бурением, но также может отражать различия в самой породе.

Понимание состава горной породы перед взрывными работами помогает сформировать реалистичные ожидания и предоставляет ценную информацию при анализе результатов.

Характеристика структуры горных пород с помощью WipJoint

Для лучшего понимания геологических условий перед взрывными работами, WipFrag включает в себя следующее: WipJoint, WipJoint — это инструмент для характеристики структуры горных пород по фотографиям обнаженных скальных поверхностей. Он измеряет видимую ориентацию трещин, расстояние между ними и их протяженность, а также оценивает показатель качества горных пород (RQD) и видимый размер блоков на месте.

Эти измерения помогают выявить вариации в структуре горных пород на уступе или в выработке, предоставляя ценную информацию при оценке эффективности взрывных работ. Сравнивая характеристики горных пород до взрыва с их фрагментацией после взрыва, можно лучше определить влияние геологических условий на проектирование и выполнение взрывных работ.

3. Понимание геометрии взрыва

Геометрия взрыва описывает, как взрывные скважины расположены относительно друг друга, горной породы и доступных свободных поверхностей.

Несколько параметров совместно определяют, насколько эффективно распределяется энергия взрыва и как горная порода может раскалываться и перемещаться.

Нагрузка и расстояние между растениями

Груз Это расстояние между взрывной скважиной и ближайшей эффективной свободной поверхностью, измеренное в предполагаемом направлении движения породы.

В случае первого ряда взрывных работ на уступе это обычно относится к расстоянию от взрывной скважины до обнаженной поверхности уступа.

Для последующих рядов нагрузка определяется расстоянием до предыдущего ряда или эффективной свободной поверхностью по мере распространения взрыва.

Расстояние Это расстояние между соседними взрывными скважинами в ряду.

В совокупности, нагрузка и расстояние между зарядами влияют на объем породы, выделяемый для каждой взрывной скважины, а также на то, как взаимодействуют эффекты соседних зарядов.

Если нагрузка или расстояние между пластами чрезмерны, некоторые участки породы могут не расколоться или не сместиться должным образом. Если же их недостаточно, могут возникнуть нежелательные концентрации энергии или чрезмерное смещение.

Цель состоит в установлении подходящего соотношения между объемом породы, энергией взрыва, имеющимся рельефом и желаемой степенью фрагментации.

Высота скамьи

Высота верстака — это вертикальное расстояние между верхним и нижним рабочими уровнями верстака.

Это влияет на геометрию взрыва, длину взрывных скважин и движение разрушенной породы.

Одним из часто используемых геометрических соображений является коэффициент жесткости нагрузки, выраженное как высота скамьи, деленная на вес.

Это соотношение помогает описать пропорции уступа относительно горной породы, которая должна перемещаться к свободной поверхности.

Относительно низкие коэффициенты жесткости могут указывать на более сложные условия для эффективного перемещения и разрушения горных пород, в то время как более высокие коэффициенты могут обеспечить более благоприятное разрыхление при подходящих условиях.

Однако это соотношение не является универсальным показателем качества фрагментации. Геологические условия, точность бурения, распределение взрывчатых веществ и время начала процесса остаются важными факторами.

Диаметр взрывной скважины

Диаметр взрывной скважины влияет на количество взрывчатого вещества, которое можно заложить в скважину, и на то, как эта энергия распределяется по окружающей породе.

Как правило, более крупные отверстия позволяют разместить большее количество взрывчатого вещества на единицу длины, но это не обязательно приводит к лучшему разрушению.

Диаметр скважины необходимо учитывать наряду с насыпью, расстоянием между скважинами, высотой уступов, свойствами породы и требованиями эксплуатации.

Сверление отверстий и поломка основания буровой колонны

В палец на ноге Это порода у основания уступа, которую необходимо разбить, чтобы достичь намеченного уровня выемки.

В некоторых проектах взрывных работ взрывные скважины простираются ниже запланированной глубины котлована. Эта дополнительная глубина известна как бурение скважин.

Его назначение — обеспечить достаточное разрушение породы у основания, где движение породы может быть особенно ограничено.

Недостаточное разрушение основания породы может привести к образованию твердой, неповрежденной породы, которая будет препятствовать выемке грунта и последующей подготовке уступов.

Однако оптимальный объем бурения зависит от геологических условий и общей конструкции взрывных работ. Чрезмерное бурение также может привести к нежелательным повреждениям ниже запланированного уровня выемки грунта.

Поэтому геометрию взрыва следует оценивать как взаимосвязанную систему, а не как набор независимых измерений.

4. Распределение и удержание взрывной энергии

Количество энергии, используемой при взрыве, имеет важное значение, но не менее важно и её распределение в горной породе.

Более высокая взрывная энергия не обязательно приводит к лучшему измельчению. Цель состоит в том, чтобы эффективно приложить энергию к измельчаемому материалу.

Взрывчатые характеристики

Различные взрывчатые вещества создают разные профили давления, характеристики детонации и энергетический выход.

Взаимодействие этих свойств с окружающей породой влияет на развитие трещин и движение горных пород.

Выбор подходящих взрывчатых веществ требует учета свойств породы, условий взрывной скважины, желаемой степени фрагментации и общей конструкции взрыва.

Связанная с этим мера проектирования — фактор порошка, которая выражает количество взрывчатого вещества относительно количества взрываемой породы, обычно по массе или объему.

Пороховой коэффициент полезен для сравнения расхода взрывчатых веществ, но он не описывает, насколько эффективно распределяется эта энергия.

Два взрыва со схожими коэффициентами порохового заряда могут привести к различной степени фрагментации из-за различий в геометрии, геологии, распределении нагрузки и инициировании взрыва.

Распределение заряда

Взрывной заряд может быть распределен неравномерно по всей длине взрывной скважины.

Различные участки горной породы могут предъявлять разные требования к разрушению, особенно в условиях различной степени сжатия или геологических особенностей.

Таким образом, распределение энергии взрыва вдоль отверстия может влиять на фрагментацию на разных высотах внутри уступа.

Важным фактором является нижняя часть заряда, часто называемая нижний заряд, что способствует разрушению породы вблизи основания.

Неравномерное распределение энергии вблизи основания уступа может способствовать недостаточному разрушению уступа, в то время как неадекватная нагрузка в других местах может привести к нежелательному разрушению или перемещению породы.

Цель состоит в распределении энергии в соответствии с потребностями горной породы и проектом взрыва.

Сдерживание и ограничение распространения

Забойный материал — это инертный материал, помещаемый в верхнюю часть взрывной скважины над зарядом взрывчатого вещества.

Его назначение — помочь удержать взрывоопасные газы достаточно долго, чтобы их энергия способствовала разрушению и перемещению горных пород.

Эффективность заградительной обработки зависит от ее свойств, места установки и окружающих условий взрыва.

Недостаточное ограничение распространения может привести к преждевременному высвобождению энергии, потенциально уменьшая энергию, доступную для фрагментации, и способствуя нежелательным последствиям взрыва.

Таким образом, засыпка является важной частью общей стратегии распределения энергии и удержания грунта, а не просто материалом, используемым для заполнения верхней части отверстия.

Сроки начала и снижение бремени

Последовательность и время детонации влияют на взаимодействие соседних зарядов и на развитие движения горных пород во время взрыва.

Когда взрывается ряд взрывных отверстий, окружающей породе требуется время, чтобы отреагировать и начать двигаться. Это движение может обеспечить дополнительную разгрузку для последующих рядов.

Если запланированное разрежение не будет достигнуто в достаточной степени, последующие взрывы могут столкнуться с более сильным ограничением распространения взрыва, чем предполагалось.

В исследовании Онедерры и Эсена (2003 г.) эта взаимосвязь рассматривалась с использованием концепции минимальное время ответа: интервал между детонацией и началом значимого перемещения груза.

Данная концепция иллюстрирует, почему время начала процесса нельзя рассматривать независимо от нагрузки, взрывчатых свойств и реакции породы.

Эффективная последовательность взрывных работ способствует запланированному разрушению и перемещению горных пород, помогая добиться более равномерного измельчения.

5. Как чрезмерная нагрузка влияет на фрагментацию

Вспашка является одним из наиболее влиятельных геометрических факторов при взрывных работах на уступах, поскольку она влияет как на сопротивление разрушению породы, так и на перемещение, необходимое для разделения фрагментов.

Чрезмерная нагрузка возникает, когда горная порода, предназначенная для взрывной скважины, оказывает слишком большое сопротивление, и имеющаяся энергия взрыва и условия взрыва не позволяют достичь желаемого результата.

Это может свидетельствовать о неподходящем первоначальном проекте или о различиях между запланированной и фактической геометрией взрывной скважины.

Неполная фрагментация и негабаритный размер

При чрезмерной нагрузке горная порода может не расколоться и не разделиться должным образом.

В результате могут оставаться крупные фрагменты, пластины или частично разрушенные участки, что приводит к более крупному, чем ожидалось, распределению частиц по размерам.

Эти фрагменты слишком больших размеров могут потребовать вторичного измельчения или создать проблемы во время земляных работ, транспортировки и дробления.

Ограниченное движение горных пород

Для проведения взрывных работ необходимо достаточное пространство для перемещения и разделения обломков породы.

Чрезмерное нагружение может ограничивать это движение, образуя плотно спрессованные отложения или препятствуя достижению желаемого рельефа в отдельных участках породы.

Ограничение свободы передвижения может также повлиять на последующие ряды взрывчатых веществ, ограничивая количество свободных поверхностей, доступных для них.

Вибрация грунта и другие последствия взрыва

При ограничении движения горных пород часть взрывной энергии может передаваться в окружающий грунт, а не эффективно способствовать их разрушению и смещению.

При определенных условиях это может способствовать усилению вибрации грунта.

Однако на вибрацию, разлет обломков и избыточное давление воздуха влияют многочисленные взаимодействующие факторы. Чрезмерную нагрузку не следует рассматривать как единственное объяснение любого из этих эффектов.

Последующая обработка и переработка

Некачественное дробление может привести к дополнительным издержкам, выходящим за рамки самого взрыва.

Крупногабаритный материал может снизить эффективность выемки, нарушить подачу материала в дробилку или потребовать дополнительной обработки перед попаданием в технологический контур.

Даже если материал подлежит переработке, непостоянный размер частиц подаваемого материала может привести к колебаниям в работе оборудования.

Таким образом, значение нагрузки распространяется не только на бурение и взрывные работы.

Что происходит, когда бремя слишком мало?

Недостаточная нагрузка создает целый ряд других проблем.

Если взрывную скважину от свободного забоя отделяет слишком мало породы, в зависимости от других условий взрыва может произойти чрезмерное или неконтролируемое смещение.

Это может способствовать разлету обломков породы, перебору породы или нежелательной фрагментации.

Цель состоит не в минимизации нагрузки, а в установлении подходящего соотношения между нагрузкой, энергией взрыва, свойствами породы и желаемым результатом взрыва.

Исследование: Бремя и размер фрагментов

Прасад, Чоудхари и Мишра (2017) исследовали влияние параметров проектирования взрыва на фрагментацию при открытой добыче полезных ископаемых.

В ходе исследования они учитывали такие факторы, как нагрузка, образование заусенцев и коэффициент порохового заряда, используя измеренные размеры фрагментов для оценки эффективности взрыва.

Наблюдения показывают, как изменения геометрии взрыва и взрывной нагрузки могут быть связаны с изменениями в степени фрагментации.

В первоначальном обсуждении на WipWare были приведены результаты, свидетельствующие о том, что большие расстояния между частицами материала были связаны с более грубой фрагментацией в исследованных условиях.

Однако эти взаимоотношения не следует рассматривать как универсальное правило.

Влияние нагрузки зависит от конструкции взрыва и геологических условий. Изменение, приводящее к более крупной фрагментации при одной операции, может дать совершенно иной результат в другом месте.

По этой причине измеренная степень фрагментации и фактические данные о взрывах представляют собой более полезную основу для оценки нагрузки, чем использование одних лишь обобщенных расчетных коэффициентов.

6. Точность бурения и выполнение взрывных работ.

Даже хорошо спланированный взрыв может привести к неравномерному разрушению породы, если взрывные скважины пробурены не по намеченной схеме.

Отклонение при бурении описывает различия между запланированным и фактическим положением, направлением или траекторией взрывной скважины.

Эти различия могут изменить нагрузку, расстояние между частицами и распределение энергии взрыва по всему массиву горных пород.

Как отклонение бурения изменяет геометрию взрыва

Взрывная скважина, отклоняющаяся от свободной поверхности, может создать на большей глубине нагрузку, чем предполагалось в первоначальном проекте.

И наоборот, отверстие, отклоняющееся в сторону свободной поверхности, может уменьшить эффективную нагрузку.

Аналогичные изменения могут происходить и в расстоянии между соседними взрывными скважинами.

Это означает, что схема бурения, которая кажется правильной на поверхности, может содержать значительные геометрические отклонения на большей глубине отверстий.

В результате некоторые участки могут получать меньше эффективной энергии по сравнению с разрушаемой породой, в то время как в других могут наблюдаться нежелательные концентрации.

В результате взрыва происходит неравномерное распределение фрагментов.

Распространенные источники неточности бурения

Различия между проектной и фактической геометрией взрывной скважины могут быть обусловлены несколькими факторами.

Расположение оборудования, выравнивание буровой колонны, условия бурения, геологическая структура и характеристики оборудования — все это может влиять на конечную траекторию скважины.

Важны также методы работы оператора и точность первоначальной схемы бурения.

Последствия могут быть особенно значительными в более глубоких взрывных скважинах, где небольшие изменения направления могут привести к большим различиям в положении вблизи основания скважины.

Оценка точности бурения

Точность бурения можно оценить с помощью нескольких взаимодополняющих измерений.

положение воротника определяет различия между запланированным и фактическим начальным местоположением взрывной скважины.

Угол и траектория отверстия Опишите направление и траекторию движения скважины. Скважина может начинаться в правильном положении, но постепенно отклоняться от него по мере бурения.

Положение пальцев ног Определяет местоположение конечной точки отверстия относительно ее предполагаемого положения. Это особенно полезно для оценки нагрузки и расстояния вблизи нижней части уступа.

Длина отверстия Это дает информацию о глубине бурения, но разница в длине не обязательно указывает на боковое отклонение. Скважина может достичь нужной глубины, следуя по неправильной траектории.

При необходимости, обследование скважин и анализ буровых работ помогают установить фактическую геометрию взрыва.

Сравнение этой информации с измеренными показателями фрагментации может выявить взаимосвязь между способом бурения и эффективностью взрыва.

7. Что определяет успешность осколочного взрыва?

Целью оптимизации взрыва является не просто получение более мелких фрагментов.

Желаемое распределение частиц по размерам зависит от способа добычи, транспортировки, измельчения и переработки материала.

Материал нестандартных размеров

Фрагменты слишком больших размеров могут создавать трудности при погрузке и транспортировке и могут превышать допустимый размер частиц подаваемого материала для последующего оборудования.

В зависимости от выполняемой операции, для крупногабаритных грузов может потребоваться дополнительная обработка, вторичное измельчение или корректировка процесса обработки материалов.

Чрезмерные штрафы

Слишком мелкая фрагментация не всегда желательна.

Хотя более мелкие частицы могут снизить некоторые требования к измельчению на последующих этапах, чрезмерное количество мелких частиц может способствовать образованию пыли, создавать трудности при транспортировке материала или ухудшать характеристики подаваемого сырья.

Влияние зависит от типа материала и используемого технологического оборудования.

Согласованность фрагментации

В результате двух взрывов могут образоваться фрагменты схожего среднего размера, но распределение частиц по размерам может сильно различаться.

Один образец может содержать относительно однородный набор фрагментов, в то время как другой представляет собой смесь чрезмерного количества мелких частиц и крупных валунов.

Оба варианта могут показывать схожие значения по отдельному параметру размера, но при этом демонстрировать разные результаты во время загрузки и обработки.

По этой причине при оценке воздействия взрыва следует учитывать общее распределение частиц по размерам, а также те участки этого распределения, которые имеют значение для проведения работ.

Важность фрагментации выходит за рамки самого взрыва. Распределение частиц по размерам может влиять на погрузку, транспортировку, дробление, измельчение и стабильность последующих операций. Понимание этих взаимосвязей помогает установить значимые целевые показатели фрагментации и связать эффективность взрывных работ с более широкими оперативными задачами.

Исследовать От взрыва до измельчения: использование данных о фрагментации для повышения эффективности добычи полезных ископаемых. узнать, как измерения частиц могут помочь в принятии решений на протяжении всего цикла добычи и переработки полезных ископаемых.

8. Измерение и оценка фрагментации взрывчатых веществ.

Без проведения измерений оценка эффективности взрыва в значительной степени основывается на визуальном наблюдении и опыте оператора.

Эти наблюдения остаются ценными, но количественные измерения фрагментации позволяют проводить более согласованные сравнения между взрывами.

Понимание распределения частиц по размерам

Распределение частиц по размерам (РЧД) описывает относительные пропорции частиц разных размеров в образце материала.

Распределение частиц по размерам (PSD) обычно представляется в виде кумулятивной кривой процента прохождения через фильтр, показывающей процент материала, размер частиц которого меньше каждого размера.

Одним из часто используемых методов измерения является П80, размер частиц, при котором проходит 80% материала.

P80 может помочь оценить фрагментацию по отношению к цели или сравнить результаты между взрывами, но сам по себе он не может описать полное распределение.

Важными могут быть и другие показатели, включая P50, P95 и процентное содержание материала в определенных диапазонах размеров.

Например, предприятие, обеспокоенное засорением первичной дробилки, может уделять особое внимание крупногабаритной части материала, в то время как другое предприятие может сосредоточиться на контроле количества материала в заданном диапазоне подачи.

Измерение фрагментации с помощью WipFrag

WipFrag Измеряет степень фрагментации по фотографиям обнаженной породы, преобразуя видимые границы частиц в количественные данные о распределении частиц по размерам.

Изображения можно получать на уровне земли, под землей, из лабораторных образцов или с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).

WipFrag позволяет пользователям создавать кривые распределения размеров частиц, оценивать диапазоны размеров частиц, сравнивать результаты с заданными параметрами и объединять результаты анализа нескольких изображений в более крупную программу отбора проб.

С помощью соответствующих изображений, полученных с беспилотных летательных аппаратов, можно также оценить пространственную структуру фрагментации в зоне взрыва, что помогает выявить различия между относительно крупными и мелкими участками.

Эти измерения облегчают сравнение наблюдаемого разрушения с результатами оперативных действий и предыдущими результатами взрывов.

Однако анализ фотографий имеет существенные ограничения.

WipFrag измеряет количество материала, видимого на изображениях. Захороненные частицы и мелкие частицы, скрытые под более крупными фрагментами, невозможно измерить напрямую, а мельчайшие различимые частицы зависят от качества и разрешения изображения.

Поэтому репрезентативная программа отбора проб имеет важное значение, особенно при оценке больших или неоднородных отложений.

Для получения дополнительной информации см. Руководство по захвату и выборке изображений WipFrag а также Руководство по интерпретации результатов WipFrag.

Может ли анализ фрагментации выявить проблемы, возникающие при проектировании взрывных работ?

Измерения фрагментации могут помочь выявить неожиданные результаты и области, требующие дальнейшего исследования.

Например, устойчиво крупнозернистая фрагментация может указывать на необходимость пересмотра состава породы, расстояния между пластами, точности бурения, геологических условий или распределения взрывчатых веществ.

Аналогичным образом, карта пространственной фрагментации может выявить вариации по всей куче породы, которые не были очевидны из общей кривой распределения размеров частиц.

Однако, Измерения фрагментации описывают результат, а не обязательно его причину..

Крупногабаритный материал сам по себе не доказывает чрезмерную нагрузку, а изменения в распределении частиц по размерам не могут самостоятельно установить, что причиной результата стало отклонение от нормы бурения или время начала бурения.

Для более полной оценки необходимо сравнить результаты измерений фрагментации с соответствующими проектными данными о взрыве, данными бурения, информацией о взрывчатых веществах и геологическими условиями.

9. От измерения фрагментации до оптимизации взрыва

Для повышения эффективности взрывных работ необходимо обеспечить согласованность между желаемым результатом, фактическим разрушением и условиями, которые его вызвали.

Практический подход начинается с определения требований к фрагментации операций на последующих этапах переработки.

Эти требования определяют размеры частиц и характеристики их распределения, которые наиболее важны для данного объекта.

После каждого взрыва можно собрать репрезентативные данные об фрагментации и сравнить их с данными по этим целям.

В случаях, когда результаты отличаются от ожиданий, инженеры могут проанализировать соответствующие проектные и исполнительные документы, чтобы выявить возможные факторы, влияющие на это.

Например, если в одном участке взрыва неоднократно образуются более крупные фрагменты, чем в окружающих областях, то можно сравнить этот участок с данными бурения, фактическим расстоянием до залегающих частиц и геологическими наблюдениями.

Если имеющиеся данные указывают на то, что определенное условие способствует возникновению проблемы, предприятие может оценить возможность внесения соответствующих корректировок в соответствии со своим установленным процессом проектирования взрывных работ.

Последующие измерения фрагментации позволяют оценить, привели ли внесенные изменения к желаемому результату.

Использование BlastCast для оценки потенциальных изменений

WipFrag также включает в себя BlastCast, инструмент для сравнения измеренных результатов фрагментации с результатами моделирования взрыва.

BlastCast использует параметры проектирования взрыва и характеристики взрывчатого вещества для генерации прогнозируемого распределения частиц по размерам.

Путем калибровки коэффициента разрушения породы в модели на основе измеренных показателей разрушения после завершенного взрыва пользователи могут установить базовый уровень для оценки изменений выбранных параметров проектирования.

Сохранение неизменными калиброванных параметров горных пород позволяет сравнивать различные сценарии, помогая проиллюстрировать, как изменения геометрии взрыва или другие факторы могут повлиять на прогнозируемое распределение размеров частиц.

Эти прогнозы полезны для изучения возможных вариантов, но они не заменяют квалифицированное проектирование взрывных работ или фактические измерения их эффективности.

Результаты последующих взрывов следует измерить и сравнить с прогнозами, чтобы оценить, насколько хорошо модель отражает условия проведения операции.

Создание последовательного процесса совершенствования

Со временем структурированная программа измерений может помочь отличить отдельные результаты от повторяющихся закономерностей в показателях эффективности.

Ценность заключается в поддержании стабильной взаимосвязи между данными о взрывах и полученными в результате измерениями степени фрагментации.

При совместном анализе этих данных оперативные службы могут лучше понять, какие условия способствуют желаемой фрагментации, а где может потребоваться дальнейшее исследование.

Цель состоит не в оптимизации одного измерения в отрыве от других, а в достижении такой фрагментации, которая бы соответствовала требованиям к производительности всей операции.

Заключение

В процессе взрывных работ в горных породах учитывается взаимодействие энергии взрывчатого вещества, свойств породы, геометрии взрыва, точности бурения и движения породы.

Насыпь, расстояние между забойками, высота уступов, распределение взрывчатых веществ, забойная система и время начала взрыва — все это влияет на то, как происходит растрескивание и разделение породы. Геологическая изменчивость и отклонения в бурении вносят дополнительную сложность, а это означает, что даже схожие схемы взрывных работ могут давать разные результаты.

Таким образом, эффективное измельчение — это не просто вопрос приложения большей энергии или получения более мелких частиц. Для этого необходимо понимать, как реагирует порода, и достичь распределения частиц по размерам, соответствующего выполняемой операции.

Сочетание эффективных методов взрывных работ с репрезентативными измерениями степени фрагментации позволяет горнодобывающим и карьерным предприятиям более последовательно оценивать результаты, выявлять возможности для улучшения и принимать более обоснованные решения.

Потому что невозможно управлять тем, что нельзя измерить.!

Ссылки

• Хино, К. (1956). Разрушение горных пород в результате взрывных работ и теория взрывных работ с использованием ударных волн. Симпозиум ARMA США по механике горных пород/геомеханике.
• Бхандари, С. (1979). О роли волновых напряжений и квазистатического давления газа в разрушении горных пород при взрывных работах.. Acta Astronautica, 6(3–4), 365–383.
• Блэр, Д.П., и Армстронг, Л.В. (2001). Влияние нагрузки на вибрацию от взрыва. Фрагбласт, 5(1–2), 108–129.
• Онедерра И. и Эсен С. (2003). Выбор оптимального времени между скважинами и между рядами при поверхностном взрывном работах — подход, основанный на анализе снижения нагрузки. Труды 2-й Всемирной конференции по взрывчатым веществам и взрывным технологиям.
• Прасад С., Чоудхари Б.С. и Мишра А.К. (2017). Влияние соотношения забойной колонны к загрузочной массе и коэффициента взрывчатого вещества на фрагментацию горных пород, вызванную взрывом — пример из практики.. Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия, 225, 012191.
• Манзур, С. и др. (2022). Прогнозирование фрагментации горных пород на основе данных бурения: пример из шахты Мальмбергет, Швеция. Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии, 122(3), 155–165.