NO166254B

NO166254B - PREVENTION OF BLOCK PREVENTION BY BLASTING.

Info

Publication number: NO166254B
Application number: NO883115A
Authority: NO
Inventors: Nikolai Fedorovich Kusov; Valentin Ivanovich Pshenichny; Revaz Akvsentievic Chakvetadze; Gennady Yakovlevich Krekker
Original assignee: Inst Gornogo Dela Imeni Skochi
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1988-07-12
Publication date: 1991-03-11
Also published as: NO166254C; NO883115D0; NO883115L

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangmåte for fjellbryting ved sprengning, innbefattende boring av borehull, anbringelse av eksplosive ladninger med initieringsinnretning i dette, å tilveiebringe en fordemming i den øvre del av borehullet. The present invention relates to a process for rock quarrying by blasting, including drilling boreholes, placement of explosive charges with initiation device therein, providing a dam in the upper part of the borehole.

Den foreslåtte metode kan finne de mest effektive anvendelser i stenbryting i åpne sjakter og steinbrudd ved sprengning ved bruk av sprengladninger i borehull. The proposed method can find the most effective applications in quarrying in open shafts and quarrying by blasting using explosive charges in boreholes.

Kapasiteten til ladnings- og håndteringsmaskinerlet er i stor utstrekning bestemt av graden av steinbryting gjennom sprengning og ved den kompakte form av den sprengte steinmasse. Det er derfor forholdsvis viktig å øke sprengnings-virkningsgraden. Blant et stort antall faktorer ansvarlige for høyere sprengningsvirkningsgrad er stor betydning tilknyttet borehulls-fordemming, som forfremmer effektivt overføringen av energi til den omgivende steinmasse. The capacity of the loading and handling machinery is largely determined by the degree of rock extraction through blasting and by the compact form of the blasted rock mass. It is therefore relatively important to increase the blasting efficiency. Among a large number of factors responsible for higher blasting efficiency, great importance is associated with borehole damming, which effectively promotes the transfer of energy to the surrounding rock mass.

Det er kjent en fremgangsmåte for fjellbryting ved sprengning, hvilken innbefatter boring av borehull, lading av en sprengladning med en innretning for antennelse deri og fordemming (kfr. "blasting operations" av B.N.Kutuzov., 1980, Nedra Publishers, Moscow, pp. 236,237). Fordemmingen innbefatter omlag 2-5 kg sprengladning. A method of rock quarrying by blasting is known, which includes drilling boreholes, loading an explosive charge with a device for ignition therein and damming (cf. "blasting operations" by B.N.Kutuzov., 1980, Nedra Publishers, Moscow, pp. 236,237 ). The dam includes approximately 2-5 kg of explosive charge.

Med fordemmingen plassert i det øvre parti av et borehull, vil mengden av nyttig sprengningsenergi brukt i bryting av den øvre del av en banke for det meste ansvarlig for for stor ytelse være forholdsvis liten. Hva som er mer viktig, med fordemming lik denne, er det umulig å effektivt overføre sprengningsenergi til å bryte stenmassen fordi virkningen av detonasjonsproduktene på borehullveggene finner sted innenfor en forholdsvis kort tidsperiode. With the dam located in the upper part of a borehole, the amount of useful blast energy used in breaking the upper part of a bank mostly responsible for excessive performance will be relatively small. More importantly, with damming like this, it is impossible to efficiently transfer blast energy to fracture the rock mass because the impact of the detonation products on the borehole walls takes place within a relatively short period of time.

Oppfinnelsen er rettet mot tilveiebringelsen av en fremgangsmåte for fjellbryting ved sprengning med en fordemming som vil øke sikkerheten ved fjellbryting ved sprengning, redusere overskuddsytelsen ved å dempe eksplosjonspulsen og gjøre det mulig å frembringe en kompakt form for sprengt fjellmasse. The invention is directed to the provision of a method for rock mining by blasting with a dam which will increase the safety of rock mining by blasting, reduce excess performance by dampening the explosion pulse and make it possible to produce a compact form of blasted rock mass.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende selvstendige krav. According to the invention, this is achieved by a method of the type mentioned at the outset which is characterized by the features which appear from the characteristic in the following independent claim.

Bruken av fordemmingen som et flegmatiserende sprengmiddel som oppviser lav detoneringsfølsomhet og hastighet med en styrt kritisk sprengdempningslengde gjør det mulig å styre eller kontrollere den spesifikke impuls overført til den sideveis forløpende borehulloverflate i den øvre del av banken, som i sin tur gjør det mulig å styrejbryteprosessen. The use of the dam as a phlegmatizing explosive exhibiting low detonation sensitivity and velocity with a controlled critical detonation damping length makes it possible to direct or control the specific impulse transferred to the laterally advancing borehole surface in the upper part of the bank, which in turn makes it possible to control the fracturing process .

Størrelsen av aggregat-bevegelsesmomentet overført ved sprengladningen til side-borehullsoverflaten med bruk av fordemming er sammenlignbar med den i den øvre del av banken inne i det parti av den detonerende fordemming og når 0,7 ganger størrelsen til ladningens aggregat-bevegelsesmoment. The size of the aggregate momentum transferred by the explosive charge to the side borehole surface with the use of dam is comparable to that in the upper part of the bank inside the part of the detonating dam and reaches 0.7 times the magnitude of the charge aggregate momentum.

Tatt i betraktning vekselvirkningen mellom sjokkbølgen og fortynningsbølgen til den primære ladning på den ene side, og bølgene fremkalt i prosessen av dempet detonasjon og fordemmet forbrenning på den andre side, er det formålstjen-lig at fordemminglengden overskrider den kritiske sprengdemp-ingslengde hvor en flegmatisert eksplosiv benyttes. Considering the interaction between the shock wave and the dilution wave of the primary charge on the one hand, and the waves produced in the process of damped detonation and dammed combustion on the other hand, it is expedient that the damming length exceeds the critical detonation damping length where a phlegmatized explosive used.

For fordemming benyttes fortrinnsvis ammoniumnitrat flegmatisert med omkring 10-15$ vann. For damming, ammonium nitrate phlegmatized with about 10-15% water is preferably used.

Dette vil gjøre det mulig å styre den kritiske sprengnings-dempingslengde og frigjøre ytterligere energi for å bryte områdene mest sannsynlig ansvarlige for overskudds-ytelse. Bruken av metoden for fjellbryting ved sprengning, ifølge oppfinnelsen, gjør det mulig å dramatisk øke fjellbrytings-virkningsgraden ved bruk av borehul1-sprengladninger, tilveiebringer høy pålitelighet ved sprengning, eliminerer manuelt arbeide ved demping av ladningen i borehullet, og mekanisere denne prosess etter bruken av en ladningsmaskin. Dessuten, med fordemmingen benyttet, er det mulig ifølge oppfinnelsen å øke både sprengningstiden og spennvidden for å dekke hele fjellmassen og spesielt dets øvre parti som for det meste er ansvarlig for overskudds-ytelsen under spreng-ningsoperasjoner. This will make it possible to control the critical burst damping length and release additional energy to break the areas most likely responsible for excess performance. The use of the method of rock mining by blasting, according to the invention, makes it possible to dramatically increase the efficiency of rock mining when using borehole1 explosive charges, provides high reliability in blasting, eliminates manual work when damping the charge in the borehole, and mechanizes this process after the use of a charging machine. Moreover, with the dam used, it is possible according to the invention to increase both the blasting time and the span to cover the entire rock mass and especially its upper part which is mostly responsible for the excess performance during blasting operations.

Fremgangsmåten for fjellbryting iverksettes som følger. The rock mining procedure is implemented as follows.

Et passende antall borehull bores i fjellet som skal brytes. En sprengladning med en initieringsinnretning lades eller legges i hvert borehull. For fordemming gjøres bruk av et flegmatisert lavhastig sprengmiddel, f.eks. tørr ammoniumnitrat. An appropriate number of boreholes are drilled in the rock to be mined. An explosive charge with an initiation device is loaded or placed in each borehole. For damming, a phlegmatized low-velocity explosive is used, e.g. dry ammonium nitrate.

Fordemmingslengden overskrider den kritiske sprengdempningslengde. The damping length exceeds the critical blast damping length.

Teoretisk beregnes fordemmingslengden med den følgende Theoretically, the dam length is calculated with the following

formel: formula:

hvor 1^ er et borehulls sprengladningslengde mellom tennlad-ninger, m; D-£ er et borehulls sprengladnings-detonasjonshastighet, m/s; T>2 er en midlere fordemming ammoniumnitrat-detonasjonshastighet - 1,100 m/s. where 1^ is a borehole's explosive charge length between ignition charges, m; D-£ is a borehole explosive charge detonation velocity, m/s; T>2 is an average dam ammonium nitrate detonation velocity - 1,100 m/s.

Eksperimentet har gjort det mulig å styre den kritiske sprengdempningslengde ved flegmatisk fordemming med vann av ulike mengder. Det er funnet at når det benyttes sprengmiddel med en detonasjonshastighet under 4000 m/s bør ammoniumni-tratfordemmingen tilrådelig flegmatiseres med 10$ vann, mens i tilfelle av en detonasjonshastighet som overskrider 4000 m/s, med 15$ vann. The experiment has made it possible to control the critical blast damping length by phlegmatic damming with water of different quantities. It has been found that when explosives with a detonation speed below 4000 m/s are used, the ammonium nitrate thickener should preferably be phlegmatized with 10% water, while in the case of a detonation speed exceeding 4000 m/s, with 15% water.

I tilfellet av fordemmet sprengladninger, ifølge oppfinnelsen starter eksplosjonsproduktene, som vist på enkeltbilder på en film, å sprenge ut av borehullet omtrent 50-60 ms etter tenning av borehullsladningen, dvs. med den foreslåtte fordemming varer virkningen av detoneringsproduktene på fjellmassen omkring 3 ganger lengre enn det som ville være ved bruk av kjente (inerte) fordemminger. In the case of dammed explosive charges, according to the invention, the explosion products, as shown in individual images on a film, start to explode out of the borehole approximately 50-60 ms after the ignition of the borehole charge, i.e. with the proposed damming, the effect of the detonation products on the rock mass lasts about 3 times longer than would be the case with the use of known (inert) dams.

Eksempel Example

En sprengladning 7 m lang ble ladet i et borehull som er 14 m dypt og 250 mm i diameter. Grammonit ble benyttet som et sprengmiddel. Dobbelt initiering eller antennelse ble utført. Sprengladningens detoneringshastighet Dl = 4200 m/s. Midlere fordemmet detoneringshastighet D2 = 1100 m/s. Fordemmings-lengde 1 = 3 m. Ammoniumnitrat flegmatisert med 15$ vann ble benyttet for fordemming. An explosive charge 7 m long was loaded into a borehole 14 m deep and 250 mm in diameter. Grammonite was used as an explosive. Double initiation or ignition was performed. The explosive charge's detonation speed Dl = 4200 m/s. Mean detonation speed D2 = 1100 m/s. Damping length 1 = 3 m. Ammonium nitrate phlegmatized with 15% water was used for damming.

Hovedkriteriet for å fastslå fjellbrytningens virkningsgrad gjennom sprengning, ifølge den herved foreslåtte fremgangsmåte, var kornsettelse bestemt ved fotoplanimetri med måling av hver bestemt klump (med overstørrelse) og bredden av den sprengte steinmasse. The main criterion for determining the effectiveness of rock quarrying through blasting, according to the method proposed here, was grain setting determined by photoplanimetry with measurement of each specific lump (with oversize) and the width of the blasted rock mass.

I samsvar med sprengningsresultatene ble fjellet jevnt brutt langs hele den vertikale utstrekning av banken, avkastningene av store fraksjoner over 400 mm i størrelse avtok med 1-2 ganger, avkastningen av overdimensjonerte blokker avtok 3 ganger eller mer, og bredden av den sprengte steinmasse i forhold til en kompakt form ble redusert med 6 m når sammenlignet med prototypen. According to the blasting results, the rock was uniformly broken along the entire vertical extent of the bank, the yields of large fractions over 400 mm in size decreased by 1-2 times, the yields of oversized blocks decreased by 3 times or more, and the width of the blasted rock mass in proportion to a compact form was reduced by 6 m when compared to the prototype.

Claims

1. Procedure for rock quarrying by blasting, including drilling a borehole, placing explosive charges with an initiation device therein, and providing a dam in the upper part of the borehole, characterized in that the dam is made with a phlegmatized explosive with a lower detonation rate than the charges, where the dam has a length that exceeds the critical detonation attenuation length for the phlegmatized explosive and is determined from the formula: where 1 is the dam length in m;

1^ is the blast charge length of the borehole in m; Di is the borehole's explosive charge detonation velocity in m/sec.; and D2 is the average detonation speed in the dam in m/sec.

2. Method according to claim 1, characterized in that the damming includes ammonium nitrate phlegmatized with water in a size of 10-15$ based on the weight of ammonium in umn i t r at.