Optimal positioning of vibration monitoring instruments and their impact on blast-induced seismic influence results

• Autorzy: Stanković Siniša , Dobrilović Mario , Škrlec Vinko

Identyfikatory

DOI

10.24425/ams.2019.129371

Warianty tytułu

PL

Optymalne umiejscowienie aparatury do monitorowania drgań i wibracji oraz ich wpływu na efekty sejsmiczne spowodowane pracami strzałowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The major downside of blasting works is blast vibrations. Extensive research has been done on the subject and many predictors, estimating Peak Particle Velocity (PPV), were published till date. However, they are either site specific or global (unified model regardless of geology) and can give more of a guideline than exact data to use. Moreover, the model itself among other factors highly depends on positioning of vibration monitoring instruments. When fitting of experimental data with best fit curve and 95% confidence line, the equation is valid only for the scaled distance (SD) range used for fitting. Extrapolation outside of this range gives erroneous results. Therefore, using the specific prediction model, to predetermine optimal positioning of vibration monitoring instruments has been verified to be crucial. The results show that vibration monitoring instruments positioned at a predetermined distance from the source of the blast give more reliable data for further calculations than those positioned outside of a calculated range. This paper gives recommendation for vibration monitoring instruments positioning during test blast on any new site, to optimize charge weight per delay for future blasting works without increasing possibility of damaging surrounding structures.

PL

Jedną z głównych niedogodności związanych z pracami strzałowymi są spowodowane przez te prace wibracje. Problem ten był dogłębnie badany, opracowano także wskaźniki pozwalające na oszacowanie maksymalnej prędkości ruchu cząstek (Peak Particle Velocity). Jednakże w większości wskaźniki te są albo globalne (wspólny model niezależny od geologii terenu) lub odnoszące się do specyfiki terenu; dlatego też traktować je należy bardziej jako wytyczne do obliczeń niż dokładne dane. Ponadto, wyniki modelowania uzależnione są, między innymi, od lokalizacji i rozmieszczenia instrumentów do pomiarów i monitorowania drgań oraz wibracji. Przy dopasowaniu danych eksperymentalnych krzywą najlepszego dopasowania i linią obrazującą stopień zaufania na poziomie 95%, okazuje się, że równanie modelu zastosowanie ma jedynie dla skalowanych odległości wykorzystanych w dopasowaniu. Ekstrapolowanie poza ten zakres daje wyniki błędne. Dlatego też przed opracowaniem właściwego modelu prognozowania kwestią kluczową jest zastosowanie wstępnego modelu do określenia optymalnej lokalizacji i rozmieszczenia instrumentów pomiarowych. Wyniki wskazują, że rozmieszczenie aparatury pomiarowej we wcześniej wyznaczonej odległości od źródła wybuchu daje bardziej wiarygodne wyniki będące podstawą do dalszych obliczeń niż w przypadku instrumentów umieszczonych poza wyliczonym zakresem. W pracy tej podkreśla się konieczność właściwego umiejscowienia aparatury pomiarowej w trakcie prac strzałowych w nowym miejscu przed przystąpieniem do właściwych obliczeń optymalnej wagi ładunku wybuchowego oraz czasu zwłoki pomiędzy kolejnym strzałami, tak by nie zwiększać ryzyka uszkodzenia sąsiadujących struktur.

Słowa kluczowe

EN

seismic influence of blasting; peak particle velocity; positioning of vibration monitoring instruments; ground vibration; environmental impact

PL

sejsmiczne następstwa prac strzałowych; maksymalna prędkość cząstek; umiejscowienie aparatury pomiarowej; wibracje gruntu; oddziaływanie na środowisko

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 64, no. 3
• Strony: 591--607
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stanković Siniša

• University of Zagreb, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineeering, Pierottijeva 6, 10000, Zagreb, Croatia

autor

Dobrilović Mario

• University of Zagreb, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineeering, Pierottijeva 6, 10000, Zagreb, Croatia

autor

Škrlec Vinko

• University of Zagreb, Faculty of Mining, Geology and Petroleum Engineeering, Pierottijeva 6, 10000, Zagreb, Croatia

Bibliografia

• [1] Ak H., Iphar M., Yavuz M., Konuk A., 2009. Evaluation of ground vibration effect of blasting operations in a magnesie mine. Soil Dyn. Earthq. Eng. 29, 669-676.
• [2] Badal K.K., 2010. Blast Vibration Studies in Surface Mines. 41.
• [3] Croatian Standards Institute, 2011. DIN 4150 Vibracije u građevinama – 3. dio: Djelovanje na konstrukcije. Croatian Standards Institute, Zagreb.
• [4] Dowding C.H., 1985. Blast vibration monitoring and control.
• [5] I.G.I., 1967. Osnovna geološka karta, tumač za list Zadar L 33-139. Institut ZA Geološka Istraživanja Zagreb, Beograd.
• [6] Instantel Inc. (2013) Instantel Minimate Plus Datasheet. In: Specto Technol. https://www.spectotechnology.com/download/minimate-plus-datasheet-instantel/?wpdmdl=1247.
• [7] Instantel Inc. (2004) Blastware Operator Manual. Instantel.
• [8] ISEE (1998) Blasters’ Handbook.
• [9] Kumar R., Choudhury D., Bhargava K., 2016. Determination of blast-induced ground vibration equations for rocks using mechanical and geological properties. J. Rock Mech. Geotech. Eng. 8 341-349. doi: 10.1016/j.jrmge.2015.10.009.
• [10] Kuzmenko A.A., Vorobev V.D., Denisyuk I.I., Dauetas A.A., 1993. Seismic effects of blasting in rock.
• [11] MAXAM Hrvatska d.o.o. (2010) ELEXIT gelatinous dynamite catalogue. 2.
• [12] Mesec J., Kovač I., Soldo B., 2010. Estimation of particle velocity based on blast event measurements at different rock units. Soil Dyn. Earthq. Eng. 30, 1004-1009. doi: 10.1016/j.soildyn.2010.04.011.
• [13] Monjezi M., Ahmadi M., Sheikhan M., Bahrami A., Salimi A.R., 2010. Predicting blast-induced ground vibration using various types of neural networks. Soil Dyn. Earthq. Eng. 30, 1233-1236. doi: 10.1016/j.soildyn.2010.05.005.
• [14] Nicholson R.F., 2005. MASTER’ S THESIS Determination of Blast Vibrations Using Peak Particle Velocity at Bengal Quarry, in St Ann, Jamaica A case study. Dept. Civ. Environemntal Eng. Lulea Univ. Technol. 1, 51-53.
• [15] Ozer U., 2008. Environmental impacts of ground vibration induced by blasting at different rock units on the Kadikoy-Kartal metro tunnel. Eng. Geol. 100, 82-90.
• [16] Rai R., Shrivastva B.K., Singh T.N., 2005. Prediction of maximum safe charge per delay in surface mining. Min. Technol. 114, 227-231.
• [17] Resende R., Lamas L., Lemos J., Calçada R., 2014. Stress wave propagation test and numerical modelling of an underground complex. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 72, 26-36. doi: 10.1016/j.ijrmms.2014.08.010.
• [18] Siskind D.E., 2000. Vibrations from blasting.