Понимание основ взрывных работ и дробления. Часть 2.

Взрывные работы и дробление являются критически важными операциями в горнодобывающей и карьерной промышленности, существенно влияющими на последующие процессы, такие как погрузка, транспортировка и дробление. В основе успешного проведения взрывных работ лежит точное понимание того, как энергия распределяется по горной породе. Среди ключевых факторов, которые могут существенно повлиять на результаты взрыва, — отклонение бурения, распространенная, но часто недооцениваемая проблема, изменяющая запланированную геометрию взрыва.

Влияние отклонения бурения

В идеальной схеме взрывных работ буровые скважины располагаются и наклоняются в соответствии с определенной схемой, чтобы обеспечить оптимальное расстояние между забойными породами, распределение энергии и взаимодействие ударных волн. Однако отклонение бурения, то есть непреднамеренное смещение или несовпадение расположения взрывных скважин, может нарушить эту схему (Adebayo & Mutandwa, 2015).

При отклонении скважин от заданного положения расстояние между ними и нагрузка могут стать неравномерными. Это несоответствие влияет на распространение ударной волны, приводя к неравномерной передаче энергии по горной породе. В зонах со слишком большим расстоянием между скважинами энергия рассеивается преждевременно, что приводит к плохому разрушению породы. И наоборот, слишком малое расстояние может вызвать чрезмерную концентрацию энергии, увеличивая риск перебора и разлета обломков.

Эти неровности напрямую влияют на растрескивание горных пород. Хорошо растрескавшийся массив горных пород обеспечивает образование фрагментов одинакового размера. Но при отклонениях при бурении фрагментация становится непредсказуемой. В результате взрыв может дать смесь мелких частиц, крупных валунов и некачественных промежуточных частиц, что снижает как совместимость с дробилкой, так и эффективность работы.

Подходы к расчету отклонения буровой скважины (Манзур и др., 2022)

Отклонение буровой скважины — это отклонение пробуренной скважины от намеченной траектории по длине, направлению и углу. Точная оценка этого отклонения имеет важное значение в горнодобывающей и строительной отраслях, где точность размещения скважины влияет на фрагментацию породы, эффективность взрывных работ и общие результаты проекта. Существует несколько практических подходов, используемых для определения и оценки отклонения буровой скважины, в частности, с акцентом на изменение длины скважины, отклонение в основании и угол скважины.

1. Метод изменения длины отверстия

Этот подход сравнивает фактическую длину пробуренного отверстия с проектной или запланированной длиной. Во многих случаях запланированная длина измеряется от устья (начальной точки) до предполагаемого дна (нижнего края) по прямой траектории. Отклонения в длине часто указывают на то, что бур отклонился от намеченной траектории, особенно в случае крутонаклонных или глубоких отверстий.

• Более короткие отверстия Отклонение от запланированного может указывать на отклонение вверх или изгиб вдоль траектории.
• Более длинные отверстия Это может указывать на отклонение вниз или просверливание за пределы подошвы из-за смещения или геологических несоответствий.

Мониторинг изменений длины особенно полезен в контролируемых условиях, где проектные длины стандартизированы. Этот метод представляет собой простую первичную проверку для определения того, может ли отверстие отклоняться от заданной длины и в какой степени.

2. Подход с учетом отклонения пальцев ног

Отклонение от забоя оценивает горизонтальное и вертикальное смещение фактической конечной точки скважины (отбоя) от ее предполагаемого или проектного местоположения. Это прямое измерение отклонения и один из наиболее надежных показателей точности бурения.

• Отклонение основания скважины обычно оценивается с помощью геодезических инструментов или систем слежения за скважинами, которые точно определяют фактическое положение основания скважины.
• Смещение в горизонтальная плоскость указывает на боковой сдвиг.
• Смещение в вертикальная плоскость может указывать на изменение угла наклона или глубины бурения.

Понимание отклонения основания скважины имеет решающее значение при проектировании взрывных работ и разведке полезных ископаемых, поскольку точное позиционирование на дне скважины влияет на эффективность разрушения породы, извлечение руды и безопасность.

3. Метод отклонения угла отверстия

Отклонение угла бурения — это разница между запланированным углом бурения и фактическим углом бурения. Его можно оценить в различных точках вдоль скважины, но это особенно важно в устье и вблизи основания скважины.

• Даже небольшие отклонения угла могут вызвать значительное смещение в носовой части клюшки в длинных отверстиях.
• Отклонения могут возникать в обоих случаях. азимут (горизонтальный угол) и склонность (вертикальный угол), приводящий к образованию спиралевидных или дрейфующих отверстий.

Отклонение угла обычно отслеживается с помощью гирообъектива или скважинной камеры, и его определение имеет решающее значение в ситуациях, когда выравнивание скважины влияет на результат, например, при контролируемом взрыве по периметру или наклонно-направленном бурении.

Последствия распределения частиц по размерам

Плохая фрагментация, вызванная отклонением бурения, приводит к следующим последствиям:

• Увеличилось количество валунов, требующих вторичного разрушения.
• Чрезмерное количество мелких частиц может привести к пылеобразованию и снижению эффективности грузоперевозок.
• Более широкая кривая распределения частиц по размерам (PSD) указывает на неэффективное использование энергии и низкую эффективность взрыва.

Рекомендация: Использование WipFrag для улучшения

Для минимизации последствий отклонения при бурении и обеспечения равномерного фрагментирования настоятельно рекомендуется использовать программное обеспечение для анализа изображений WipFrag в процессе оценки взрывных работ. WipFrag позволяет:

• Анализ фрагментации в реальном времени, помогающий оценить кривые распределения частиц по размерам сразу после взрыва.
• Выявление зон с избыточным количеством валунов или мелкой породы, установление связи между ними и потенциальными неточностями бурения.
• Сравнение результатов нескольких взрывных работ для выявления закономерностей в отклонениях производительности, вызванных смещением скважины.

Используя инструмент WipFrag для оценки параметров процесса, инженеры могут определить, соответствует ли степень дробления стандартам совместимости с дробилками, и соответствующим образом скорректировать параметры бурения и взрывных работ. Кроме того, интеграция WipFrag в цикл непрерывного совершенствования обеспечивает лучший контроль над точностью бурения, распределением энергии и общей эффективностью взрыва.

Заключение

Понимание основ взрывных работ выходит за рамки простого размещения взрывчатки и требует точного бурения. Отклонение бурения нарушает распространение ударных волн и приводит к плохому дроблению, что влияет как на безопасность, так и на производительность. Использование таких инструментов, как WipFrag, позволяет специалистам горнодобывающей промышленности отслеживать, анализировать и улучшать результаты взрывных работ, обеспечивая более эффективную и экономически выгодную работу.

Ссылки

Адебайо, Б., и Мутандва, Б. (2015). Корреляция отклонения взрывной скважины и площади блока с размером фрагмента и стоимостью фрагментации. Международный научный журнал инженерии и технологий (IRJET), 2(7), 402-406.

Манзур С., Дэниэлссон М., Седерстрем Э., Шуннессон Х., Густафсон А., Фредрикссон Х. и Йоханссон Д. (2022). Прогнозирование фрагментации горных пород на основе мониторинга бурения: тематическое исследование на шахте Мальмбергет, Швеция. Журнал Южноафриканского института горного дела и металлургии, 122(3), 155-165.