The effect of the blasthole diameter on the detonation velocity of bulk emulsion explosive in the conditions of selected mining panel of the Rudna mine

• Autorzy: Mertuszka Piotr , Szumny Marcin , Fuławka Krzysztof , Maślej Jarosław , Saiang David

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2019.131062

Warianty tytułu

PL

Wpływ średnicy otworu strzałowego na prędkość detonacji materiału wybuchowego emulsyjnego luzem w warunkach wybranego oddziału kopalni Rudna

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The blasting technique is currently the basic excavation method in Polish underground copper mines. Applied explosives are usually described by parameters determined on the basis of specific standards, in which the manner and conditions of the tests performance were defined. One of the factors that is commonly used to assess the thermodynamic parameters of the explosives is the velocity of detonation. The measurements of the detonation velocity are carried out according to European Standard EN 13631-14:2003 based on a point-to-point method, which determines the average velocity of detonation over a specified distance. The disadvantage of this method is the lack of information on the detonation process along the explosive sample. The other method which provides detailed data on the propagation of the detonation wave within an explosive charge is a continuous method. It allows to analyse the VOD traces over the entire length of the charge. The examination certificates of a given explosive usually presents the average detonation velocities, but not the characteristics of their variations depending on the density or blasthole diameter. Therefore, the average VOD value is not sufficient to assess the efficiency of explosives. Analysis of the abovementioned problem shows, that the local conditions in which explosives are used differ significantly from those in which standard tests are performed. Thus, the actual detonation velocity may be different from that specified by the manufacturer. This article presents the results of VOD measurements of a bulk emulsion explosive depending on the diameter of the blastholes carried out in a selected mining panel of the Rudna copper mine, Poland. The aim of the study was to determine the optimal diameter of the blastholes in terms of detonation velocity. The research consisted of diameters which are currently used in the considered mine.

PL

Technika strzałowa jest obecnie podstawową metodą urabiania złóż w polskich kopalniach rud miedzi. Stosowane materiały wybuchowe charakteryzowane są najczęściej poprzez parametry wyznaczane na podstawie określonych norm, które szczegółowo opisują sposób i warunki prowadzenia badań. Jednym z parametrów, który jest powszechnie stosowany do oceny parametrów termodynamicznych materiałów wybuchowych jest prędkość detonacji. Pomiar prędkości detonacji jest wykonywany zgodnie z normą EN 13631-14:2003 i oparty jest na metodzie dwupunktowej, która określa średnią prędkość detonacji na zadanym odcinku. Wadą tej metody jest brak informacji o przebiegu procesu detonacji wzdłuż próbki materiału wybuchowego. Metodą pozwalającą uzyskać dane o propagacji fali detonacyjnej w ładunku jest metoda ciągła, która umożliwia analizę charakteru detonacji na całej długości ładunku materiału wybuchowego. W certyfikatach badań danego materiału wybuchowego podawane są najczęściej średnie wartości prędkości detonacji, jednak bez określenia charakterystyki ich zmian w zależności od gęstości czy średnicy otworu strzałowego. Dlatego też wartość ta jest niewystarczająca do oceny efektywności danego materiału wybuchowego. Analiza powyższego problemu pokazuje, że warunki lokalne, w jakich stosuje się materiały wybuchowe, znacząco odbiegają od warunków, w których prowadzi się badania normowe. Tym samym, rzeczywista prędkość detonacji może różnić się istotnie od wartości podawanej przez producenta. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań prędkości detonacji materiału wybuchowego emulsyjnego luzem w zależności od średnicy otworów strzałowych, przeprowadzonych w wybranym polu eksploatacyjnym kopalni Rudna. Celem pracy było określenie optymalnej, z punktu widzenia prędkości detonacji, średnicy stosowanych otworów strzałowych. Badaniom poddano średnice, które są obecnie stosowane w analizowanej kopalni.

Słowa kluczowe

EN

emulsion explosives; detonation velocity; blasthole diameter; fragmentation analysis

PL

materiały wybuchowe; prędkość detonacji; analiza rozdrobnienia

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 64, no. 4
• Strony: 725--737
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mertuszka Piotr

• KGHM Cuprum Ltd. Research & Development Centre, Sikorskiego 2-8, 53-659 Wroclaw, Poland

autor

Szumny Marcin

• KGHM Cuprum Ltd. Research & Development Centre, Sikorskiego 2-8, 53-659 Wroclaw, Poland

autor

Fuławka Krzysztof

• KGHM Cuprum Ltd. Research & Development Centre, Sikorskiego 2-8, 53-659 Wroclaw, Poland

autor

Maślej Jarosław

• KGHM Polska Miedź S.A., Rudna Mine, Dąbrowskiego 50, 59-100 Polkowice, Poland

autor

Saiang David

• Luleå University of Technology, 97187 Luleå, Sweden

Bibliografia

• [1] Arvanitidis I., Nyberg U., Ouchterlony F., 2004. The diameter effect on detonation properties of cylinder test experiments with emulsion E682. SveBeFo Report 66, Swedish Rock Engineering Research, Stockholm.
• [2] Batko P., 2004. On the influence of the selected aspects of blasting techniques on the intensity of ground vibrations (In Polish). Górnictwo i Geoinżynieria 28 (3/1), 49-58.
• [3] Batko P., Pyra J., 2010. Measurement the velocity of detonation of an explosive placed in the borehole. using apparatus MicroTrap (in Polish). Górnictwo i Geoinżynieria 34 (4), 57-66.
• [4] Biessikirski A., Dworzak M., Pyra J. 2016. The indirect method of analysis of output’s fragmentation obtained during blasting in the dolomite open pit mine (in Polish). Przegląd Górniczy 72 (7), 33-38.
• [5] Butra J., Dębkowski R., Szpak M. 2015. Room and pillar mining systems for Polish copper orebodies. Proceedings of the 23rd International Symposium on Mine Planning & Equipment Selection, Johannesburg, South Africa, 9-11 November 2015, 657-668.
• [6] Chiappetta R.F., 1998. Blast monitoring instruments and analysis techniques with an emphasis on field application. Fragblast – International Journal of Blasting and Fragmentation 2 (1), 79-101.
• [7] Cooper P.W., 1996. Acceleration, formation and flight of fragments. Wiley-VCH, 385-94.
• [8] Dobrilović M., Bohanek V., Žganec S., 2014. Influence of Explosive Charge Temperature on the Velocity of Detonation of ANFO Explosive. Central European Journal of Energetic Materials 11 (2), 191-197.
• [9] EN 13631-14:2003 Explosives for civil uses – High explosives – Part 14: Determination of velocity of detonation.
• [10] Harsh H.K., Dwivedi R.D., Swarup A., Prasad V.V.R., 2005. Velocity of detonation (VOD)-a review of measurement techniques. Proceedings of technological advancement and environmental challenges in mining and allied industries in 21st century, 169-175.
• [11] Heit A., 2011. An investigation into the parameters that affect the swell factor used in volume and design calculations at Callide open cut coal mine. University of Southern Queensland. PhD thesis, p. 9. WipFrag software manual, 2018.
• [12] Kabwe E., 2018. Velocity of detonation measurement and fragmentation analysis to evaluate blasting efficacy. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 10, 523-533.
• [13] Mertuszka P., Cenian B., Kramarczyk B., Pytel W., 2018. Influence of Explosive Charge Diameter on the Detonation Velocity Based on Emulinit 7L and 8L Bulk Emulsion Explosive. Central European Journal of Energetic Materials 15 (2), 351-363.
• [14] Mertuszka P., Kramarczyk B., 2018. The Impact of Time on the Detonation Capacity of Bulk Emulsion Explosives based on Emulinit 8L. Propellants, Explosives, Pyrotechnics 43, 8, 799-804.
• [15] Mertuszka P., Fuławka K., Cenian B., 2017. Field tests of velocity of detonation of explosives by the use of Explomet-Fo-2000 and MicroTrap devices (in Polish). Górnictwo Odkrywkowe 58 (1), 28-34.
• [16] Mertuszka P., Fuławka K., Cenian B., Kramarczyk B., 2017. Impact of initiation method of bulk emulsion explosive on the velocity of detonation based on Emulinit 8L (in Polish). Przegląd Górniczy 73(5), 8-16.
• [17] Mertuszka P., Fuławka K., Pytlik M., Wincenciak J., Wawryszewicz A., 2019. The influence of time on the density and detonation velocity of bulk emulsion explosives – a case study from Polish copper mines. Central European Journal of Energetic Materials 16 (2), 245-258.
• [18] Mishra A.K., Sinha P.R., 2003. VOD measurement techniques-a review. Proceedings of the 15th National seminar on explosive and blasting 43-52.
• [19] Ouchterlony F., 2005. The SWEBREC© function: linking fragmentation by blasting and crushing. Mining Technology 114, 2205 I, 1, 29-44.
• [20] Trzciński W. A., Chyłek Z., Cudziło S., Szymańczyk L., 2008. Investigation of detonation characteristics and sensitivity of FOX-7 based phlegmatized explosives (in Polish). Bulletin of the Military University of Technology 57 (3), 7-25.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020)