Creation of a database for the design of blasting works using the signature hole (SH) method

• Autorzy: Sołtys Anna , Żołądek Tomasz , Rink Patrycja

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0203

Warianty tytułu

PL

Budowa bazy danych dla projektowania robót strzałowych z wykorzystaniem metody signature hole (SH)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The use of modern systems for initiating explosives charges should be associated with a conscious choice of millisecond delay. This is especially important when firing multi-row blasting patterns. The electronic initiation system offers great opportunities for the design and selection of millisecond delays. However, given the high precision of setting delays, its use must be well thought out. Research on the effect of millisecond delay on the frequency structure of vibrations has shown that the seismic effect significantly depends on the geological conditions, both of the deposit and the environment. It was shown that these conditions are best characterized by the analysis of vibrations induced by single explosives charges and this was the basis for the development and implementation of the signature hole (SH) method. The effectiveness of the method contributed to its application in computer programs supporting the design of blasting works. The article presents the procedure of preparing a database for the Paradigm software, based on the results of vibration analyzes recorded during the firing of single charges of explosives, taking into account the conditions related to the assessment of the impact of vibrations on buildings. The result of the program calculations is a proposal reaching even over a thousand or more combinations of delays between explosives loads and between rows of holes. Choosing the optimal solution is the most important moment in the designer’s work. It should also be remembered that the project summary should be the verification of the selected variant by measuring the vibrations and comparing the predicted effect with the real one.

PL

Stosowanie nowoczesnych systemów inicjowania ładunków materiałów wybuchowych (MW) powinno wiązać się ze świadomym wyborem opóźnienia milisekundowego. Jest to szczególnie istotne przy odpalaniu wieloszeregowych siatek strzałowych. Elektroniczny system inicjowania stwarza ogromne możliwości w zakresie projektowania i doboru opóźnień milisekundowych. Jednak biorąc pod uwagę wysoką precyzję zadawania opóźnień, jego użycie musi być dobrze przemyślane. Badania prowadzone nad wpływem opóźnienia milisekundowego na strukturę częstotliwościową drgań wykazały, że efekt sejsmiczny w istotny sposób zależy od warunków geologicznych, zarówno złoża jak i otoczenia. Wskazano, że najlepiej warunki te są charakteryzowane przez analizę drgań wzbudzanych od pojedynczych ładunków MW i to było podstawą do opracowania i wdrożenia metody signature hole (SH). Efektywność metody przyczyniła się do jej aplikacji w programach komputerowych wspomagających projektowanie robót strzałowych. W artykule przedstawiono procedurę przygotowania bazy danych dla programu Paradigm, w oparciu o wyniki analiz drgań rejestrowanych w czasie odpalania pojedynczych ładunków MW z uwzględnieniem uwarunkowań związanych z oceną oddziaływania drgań na budynki. Efektem obliczeń programu jest propozycja sięgająca nawet ponad tysiąca i więcej kombinacji opóźnień między ładunkami MW i między szeregami otworów. Wybór optymalnego rozwiązania jest najważniejszym momentem pracy projektującego. Należy również pamiętać, że podsumowaniem projektu powinna być weryfikacja wybranego wariantu przez pomiar drgań i porównanie efektu prognozowanego z rzeczywistym.

Słowa kluczowe

EN

blasting operation design; millisecond delay optimization; signature hole method

PL

projektowanie robót strzałowych; optymalizacja opóźnień milisekundowych; metoda signature hole

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2021
• Tom: T. 13
• Strony: 123--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sołtys Anna

• AGH University of Science and Technology, 30A. Mickiewicza Avenue, 30-059 Kraków, Poland

autor

Żołądek Tomasz

• Austin Powder Polska Sp. z o.o., Łukaszów 37, 59-516 Zagrodno, Poland

autor

Rink Patrycja

• Austin Powder Polska Sp. z o.o., Łukaszów 37, 59-516 Zagrodno, Poland

Bibliografia

• [1] Sołtys A., Gołąbek B., Żołądek T. The Application of Austin Powder Company IT Systems to Optimize the Firing of Multiple-row Patterns Using E*Star Electronic Detonators. (in Polish) Inżynieria Mineralna 2017, 2(40): 225-235.
• [2] Winzer J., Sołtys A., Pyra J. The Impact of in Use of Blasting Works on the Environment. (in Polish) Kraków: Wyd. AGH, 2016.
• [3] Thoenen J.R., Windes L.R. Seismic Effects of Quarry Blasting. United States Bureau of Mines, Bulletin 442, 1942.
• [4] Anderson D., Brinckerhoff P. Signature Hole Blast Vibration Control – Twenty Years Hence and Beyond. Proc. 34th Ann. Conf. on Explosives and Blasting Technique, New Orleans, 2008, 2: 1-12.
• [5] Bernard T. The Truth About Signature Hole Method. Proc. 38th Ann. Conf. on Explosives and Blasting Technique, Nashville, 2012, 345-356.
• [6] Fish B.G. Seismic Vibrations from Blasting – Reduction by Means of Short Delay Initiation. Mine Quarry Eng. 1951, 17(6): 189-192.
• [7] Frantti G.E. Spectral Energy Density for Quarry Explosions. Bull. Seismol. Soc. Am. 1963, 53(5): 989-996.
• [8] Pollack R.N. Effect of Delay Time and Number of Delays on the Spectra of Ripple-fired Shots. Earthquake Notes 1963, 34(1): 1-12.
• [9] Greenhalgh S. Effects of Delay Shooting on the Nature of P-wave Seismograms. Bull. Seismol. Soc. Am. 1980, 70(6): 2037-2050.
• [10] Anderson D.A., Winzer S.R., Ritter A.P. Synthetic Delay versus Frequency Plots for Predicting Ground Vibration from Blasting. Proc. 3rd Int. Symp. on Computer-Aided Seismic Analysis and Discrimination, Washington, DC, 1983, 70-74.
• [11] Anderson D.A., Winzer S.R., Ritter A.P., Reil J.W. A Method for Site-Specific Prediction and Control of Ground Vibration from Blasting. Proc. 11th Ann. Conf. on Explosives and Blasting Techniques, San Diego, CA, 1985, 28-43.
• [12] Anderson D.A., Reil J.W. Effect of Cup Scatter on Blast-induced Ground Motion. J. Explos. Eng. 1987, 5: 22-28.
• [13] Andrews A.B. Design Criteria for Sequential Blasting. Proc. 7th Conf. on Explosives and Blasting Technique,, Phoenix, AZ, 1981, 173-192.
• [14] Crenwelge Jr. O.E. Use of Single Charge Vibration Data to Interpret Explosive Excitation and Ground Transmission Characteristics. Proc. 14th Ann. Conf. on Explosives and Blasting Techniques, Anaheim, CA, 1988, 151-160.
• [15] Hinzen K.-G., Lüdeling R., Heinemeyer F., Röh P., Steiner U. A New Approach to Predict and Reduce Blast Vibration by Modeling of Seismograms and Using a New Electronic Initiation System. Proc. 13th Ann. Conf. on Explosives and Blasting Techniques, Miami, FL, 1987, 144-161.
• [16] Crenwelge Jr. O.E., Peterson T.A. Method for Controlling Blasting Operations. Patent US 4725991, 1988.
• [17] Bernard T. New Blasting Simulation Approach. Proc. 9th Int. Symp. on Rock Fragmentation by Blasting – Fragblast 9, Granada, Spain, 2010, 437-446.
• [18] Hinzen K.-G. Modelling of Blast Vibrations. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr. 1988, 25(6): 439-445.
• [19] Blair D.P. Charge Weight Scaling Laws and the Superposition of Blast Vibration Waves. Fragblast: Int. J. Blasting and Fragmentation 2004, 8(4): 221-239.
• [20] Landman G.V.R. How Electronics Can Release the Imagination. J. S. Afr. Inst. Min. Metall. 2010, 109: 491-499.
• [21] Persson P., Holmberg R., Lee J. Rock Blasting and Explosives Engineering. Boca Raton: CRC Press, 1994.
• [22] Sołtys A. Selection of Millisecond Delays in the Electronic Initiating of the One Row Series. (in Polish) Przegl. Górn. 2019, 75(6): 9-16.
• [23] PN-B-02170:2016-12 – Evaluation of the Harmfulness of Buildings Vibrations Due to Ground Motion. (in Polish) 2016.
• [24] Winzer J. The Influence of Millisecond Delays when Conducting Production Blasting Operations on the Frequency Characteristics of Ground and Buildings Vibrations on the Example of a Gypsum Deposit. (in Polish) PhD thesis, AGH, Kraków, 2004.