Determining the effects of discontinuities on blast heap fragment size distribution using a numerical modeling method

• Autorzy: Konak G. , Ongen T.

Warianty tytułu

PL

Określanie wpływu spękań i nieciągłości na rozkład wielkości brył skalnych po pracach strzałowych w oparciu o metody modelowania numerycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

There are many factors that determine the size distribution of blast heap fragments. The most important factors are the type and amount of explosive material used and the blast design. However, the geological nature of the work area is also an important parameter. In particular, parameters such as the location and frequency of discontinuities affect the size distribution of heap fragments. The general conclusion reached through laboratory and field studies on discontinuities is that the orientation of the discontinuity and the fillings between the discontinuities determine the blast results. This study presents a numerical model that can be used to determine the relationship between the interval and orientation of discontinuities and blast efficiency. Twelve blast experiments were performed at two quarries to develop a numerical model. The data from the field studies were used as input in the numerical model, and the relationship between the discontinuities and fragment size distribution is investigated in this paper.

PL

Wiele czynników ma wpływ na rozkład wielkości fragmentów skalnych po pracach strzałowych. Wśród najważniejszych czynników wymienić należy rodzaj i ilość użytego ładunku wybuchowego oraz przyjęty plan prac strzałowych. Ponadto, kolejnym ważnym parametrem jest także struktura geologiczna skał w danym terenie, a zwłaszcza rozmieszczenie i częstotliwość występowania spękań i nieciągłości skał mają wyraźny wpływ na rozkład wielkości fragmentów skalnych po wybuchu. Ogólne wnioski wyciągnięte na podstawie badań laboratoryjnych oraz terenowych wskazują, że orientacja spękań i nieciągłości a także obecność wypełnień pomiędzy kolejnymi nieciągłościami w dużym stopniu wpływają na rozrzut wielkości uzyskanych fragmentów skalnych. W artykule przedstawiono model numeryczny który może zostać wykorzystany do określenia zależności pomiędzy orientacją i rozmieszczeniem nieciągłości i spękań a skutecznością prac strzałowych. Model numeryczny opracowano na podstawie wyników dwunastu eksperymentalnych wybuchów w dwóch kamieniołomach. Dane z badań terenowych wykorzystano jako dane wejściowe do modelu numerycznego. W artykule przebadano zależność pomiędzy obecnością spękań i nieciągłości a rozkładem wielkości uzyskanych fragmentów skalnych.

Słowa kluczowe

EN

blast; discontinuity; fracture set; specific charge; fragment size

PL

prace strzałowe; spękania; ładunek; wielkość fragmentów skalnych

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, no. 1
• Strony: 241--253
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Konak G.

• Dokuz Eylul University, Engineering Faculty, Department of Mining Engineering, Buca-Izmir, Turkey

autor

Ongen T.

• Dokuz Eylul University, Engineering Faculty, Department of Mining Engineering, Buca-Izmir, Turkey

Bibliografia

• Ak H., 2006. Patlatma Kaynaklı Yer Sarsıntılarının Yönsel Değişiminin Araştırılması [The Investigation of DirectionalChanges of the Blast-Induced Ground Vibrations]. Doctoral Dissertation. Eskişehir: Osmangazi University, Science Inst., Mine Eng.
• Bilgin H.A., Paşamehmetoğlu A.G., Özkahraman H.T., 1993. Optimum Burden Determinatiton and FragmentationEvaluation By Full Scale Slab Blasting. Proc. 4th Int. Symp. On Rock Fragmentation By Blasting. Vienna. Austria.
• Cunningham C.V.B., 1983. The Kuz-Ram model for prediction of fragmentation from blasting. In Proc. 1st Int. Symp on Rock Fragmentation by Blasting, R Holmberg and A. Rustan (editors), 439-453.
• Da Gama D., 1983. Use of Communution Theory to Predict Fragmentation of Jointed Rock Masses Subjected to Blasting. Proceedings, First International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting, Lulea, Sweden, 565-579.
• Da Gama 1977. Computer Model for Block Size Analysis of Jointed Rock Masses. Proceedings of the 15th APCOM Symposium.
• Fourney L.W., Barker B.D., ve Holloway C.D., 1983. Fragmentation in Jointed Rock Material. Proceedings, First International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting, Lulea, Sweden, 505-531.
• Gupta R.N., Adhikari G.R., 1989. Influence of Discontinuity Structure on Rock Fragmentation by Blasting. Geotechnical and Geological Engineering Volume 7, Number 3, 239-248, DOI: 10.1007/BF00880945.
• Hafsaoui A., Talhi K., 2009. Influence of Joint Direction and Position of Explosive Charge on Fragmentation. The Arabian Journal for Science and Engineering, Volume 34, Number 2A.
• Harries G., 1983. A Mathematical Model of Cratering and Blasting. Proceeding National Symposium on Rock Fragmentation, Adelaide, 41-54.
• I.S.R.M., 1981. Suggested Methods: Rock Characterization, Testing and Monitoring. London: E.T. Brown (ed), Pergamon Pres.
• Karakus D., Konak G., Onur H.A., 2010. Basamak Patlatması Sonucu Oluşan Yığın Boyut Dağılımının Ampirik Modellerile Tahmini ve görüntü Analizi Yöntemleri ile Karşılaştırılması. [Estimation of Bench Blasting-Induced Bulk Size Distribution by Empirical Models and Its Comparison with Image Analysis Methods]. TMMOB Maden Mühendisleri Odası Dergisi. Ankara.
• Kuznetsov V.M., 1973. The Mean Diameter of The Fragments Formed by Blasting Rock. Soviet Mining Sciense, 9(2), 144-148.
• Lande G., 1983. Influence of Structural Geology on Controlled Blasting in Sedimentary Rocks: Case History. Proc. Int. Symp. On Rock Fragmentation By Blasting. Lulea. Sweden.
• Mortazavi A., Katsabanis P.D., 2000. Modeling the Effects of Discontinuity Orientation, Continuity, and Dip on the Processof Burden Breakage in Bench Blasting. Fragblast: International Journal of Blasting and Fragmentation: 175-197.
• Mohammadi S.S., Amnıeh H.B., Bahadori M., 2011. Predicting Ground Vibration Caused By Blasting Operations InSarcheshmeh Copper Mine Considering The Charge Type By Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS). Archive of Mining Science, Vol. 56, No 4, p. 701-710.
• Ozkahraman H.T., Bilgin H.A., 1996. Hâkim Süreksizlik Yönünün Patlatmaya Etkisi: Yerinde İnceleme [Effect of DominantDiscontinuity Orientation on Blasting: On-site Investigation]. 2. Delme ve Patlatma Sempozyumu (2nd Drill and Blast Symposium). Ankara, Turkey.
• Ozkahraman H.T., 1994. Critical Evaluation of Blast Design Parameters for Discontinuous Rocks by Blasting. Ankara: ODTU Ph. D. Thesis.
• Rosin P. ve Rammler E., 1933. The Laws Governing The Fineness of Powdered Coal J Inst Fuel, (7), 29-36.
• Singht D.P., Sarma K.S., 1983. Influence of Joints on Rock Blasting: A Model Scale Study, Proc. 1st Int. Symp. on Rock Fragmentation by Blasting. Lulea, Sweden.
• Singht S.P., 2005. Blast Damage Control Jointed in Rock Mass. Fragblast, Vol. 9, No. 3, Canada.
• Singht D.P., Sastry V.R., 1987. Role of Weakness Planes in Bench Blasting - A Critical Study. Proc. 2nd Int. Symp. On rock fragmentation by blasting. Keystone. Colorado.
• Yang Z.G., Rustan A., 1983. The İnfluence From Primary Structure on Fragmentation. 1st Int. Symp. on Rock Fragmentation by Blasting. Sweden: 58 1-603.