پيشنهاد روشي جديد براي طراحي الگوي چال هاي انفجار در معادن سطحي

Development of a Method for Blasthole Pattern Design in Surface Mines

A comprehensive investigation was done on optimizing powder factor and ratio of burden (B) to blasthole diameter ( ) h φ by doing several stages of drilling and blasting practically in different mines. Optimization was investigated to minimize the cost of the rock fragmentation process including drilling and blasting, secondary blasting, removing the large boulder (oversize rock) until the optimized fragmentation, powder factor and h B φ ratio were achieved. Rock mass is not a homogeneous, isotropic and continuous solid material and it contains various discontinuities. The complicated in situ factors control rock fragmentation by blasting, as development of an adequate method for design of drilling and blasting had been a difficult task. Rock mass parameters affecting the powder factor and h B φ ratio were investigated extensively in different mines and discontinuity plane aperture of rock mass as a new parameter affecting the powder factor and h B φ ratio was also applied. Parameters affecting the rock mass fragmentation were summarized to be discontinuity plane aperture, discontinuity plane spacing, discontinuity plane orientation, rock mass description and unconfined compressive strength of rock material. The quantitative effect of each parameter on h B φ ratio was indicated by a number (rating). The total values of numbers were named “Rock Fragmentation Index” (RFI). The numbers were arranged in a way that RFI was equal to h B φ ratio. Parameters of RFI and their rating were proposed in a table to use as a new simple method of blasthole pattern design.

براي بهينه سازي عمليات چالزني و آتشباري، بهينه سازي خرج ويژه و نسبت بار سنگ (B) به قطر چال (φh) در فرآيند خردايش ماده معدني از چالزني تا سنگ شكني با حداقل نمودن قيمت تمام ش ده حاصل از كليه هزينه هاي مربوطه طي انجام مراحل متعدد چالزني و آتشباري در معادن مختلف بررسي شده است . هزينه هاي حفاري ، مواد منفجره، دستمزد آتشباري ، كار اضافي لودر و گاهاً بولدوزر به علت وجود قطعات بزرگ سنگ (ماده معدني ) آتشباري شده كه قبل از ورود به سنگ شكن ن ياز به شكستن دارند و خردايش ثانويه به صورت دقيق و به روز به شيو ه اي واقعي و امكان پذير در عمل براي هر يك از معادن برآورد شد است . چناچه خرج ويژه كمتر از حالت بهينه استفاده شود، هزينه خردايش ثانويه به صورتي افزايش مي يابد كه در مجموع باعث افزايش قيمت تمام شد ه مي گردد. محاسبه نسبت B/fi(h) خرج ويژه و قيمت تمام شده براي شش معدن مختلف صورت گرفته و روابط بين آنها نشان داده شده است . در بررسي انجام شده يك ماده معدني در دو شرايط مختلف تو ده سنگ داراي خرج ويژه مختلف و قيمت تمام شده مختلف است به طوري ك ه خرج ويژه و قيمت تمام شده در يك معدن حدود دو برابر ديگري است . مي توان نتيجه گرفت كه فرآيند خردايش بيشتر متأثر از ويژگ يهاي توده سنگ م يباشد. همچنين در اين تحقيق خرج ويژه بهينه در معادن مورد نظر با خرج ويژه حاصل از فرمول هاي انتقال انرژي و روش شاخص قابليت انفجار (BI) مربوط به ليلي [ 1] با هم مقايسه شدند . خرج ويژه حاصل از روش فرمول هاي انتقال انرژي و روش شاخص قابليت انفجار كمتر از خرج ويژه بهينه در كليه معادن مورد تحقيق نشان داد. با توجه به اين كه توده سنگ (ماده معدني) ناهمگن و ناهمسانگر بوده و داراي انواع ناپيوستگ ي ها است و عوامل پيچيده برجا در خردايش آن مؤثر هستن د، ارائه يك روش كارآمد براي طراحي چالزني و آتشباري موضوع مشكلي است. در اين مقاله با استفاده از نسبت B/fi(h) بهينه حاصل از نتيجة بر رسي فرآيند چالزني و آتشباري تا سنگ شكني به طور عملي د ر معادن مختلف ، برداشت ويژگي هاي توده سنگ و به كارگيري مكانيك سنگ به سبكي نو در چالزني و آتشباري (يافتن عامل جديد مؤثر در نسبت B/fi(h) به نام اندازة دهانه ناپيوستگي ها)، روش جديدي به عنوان شاخصِ خردايشِ سنگRock Fragmentation Index (RFI) ارائه گرديده است. اين شاخص داراي پنج پارامتر متغير شامل اندازه دهانه ناپيوستگي ها، فاصله ناپيوستگي ها، جهت يافتگي ناپيوستگي ها ، نوع توده سنگ (خرد شده ، بلوكي و يكپارچه) و مقاومت فشاري يك محوري سنگ سالم مي باشد. اين روش تجربي پيشنهاد شده نه تنها تأثير ويژگي هاي متعدد پيچيده تود سنگ را به طور كامل تر نشان مي دهد بلكه مجموع امتيازات مربوط به تأثير كمي پارامتر هاي توده سنگ را به شيو هاي ساده برابر نسبت B/fi(h) خلاصه مي نمايد.