Conception et réalisation de dynamitage de trous moyens et profonds en carrière
1. Sélection de l'équipement de forage de roche et de l'équipement de dynamitage 1.1 Sélection de l'équipement de forage de roche Le dynamitage de trous moyennement profonds fait référence aux opérations de dynamitage avec une profondeur de trou supérieure à 5 m et un diamètre de trou supérieur à 75 mm. Les caractéristiques du trou de dynamitage déterminent que l'équipement de forage de roche doit utiliser des outils de forage de trous profonds. Ce plan utilise la foreuse fond de trou Xuanhua Ingersoll Rand CM351, qui convient à diverses roches avec une dureté de roche f comprise entre 6 et 20. Le diamètre du trou de forage est de 115 mm, la profondeur du trou de forage peut atteindre 30 m et la longueur de la tige de forage est de 3 m. 1.2 Sélection de l'équipement de dynamitage 1)
Français Types d'explosifs et charges détonantes : Des explosifs à base de nitrate d'ammonium de roche de calibre 2# sont utilisés et des explosifs en émulsion sont utilisés pour faire exploser les charges en présence d'eau. De plus, l'utilisation de charges en colonne peut disperser les explosifs de manière plus uniforme dans la masse rocheuse, ce qui peut augmenter le volume de dynamitage par mètre et réduire la consommation unitaire d'explosifs, réduisant ainsi la quantité d'explosifs utilisés et réduisant les coûts d'ingénierie. 2) Sélection du détonateur : Des détonateurs électriques instantanés sont utilisés à l'extérieur du trou, des cordons détonants segmentés sont utilisés à l'intérieur du trou et les 1ère, 3ème et 5ème sections de conduits sont utilisées respectivement dans les 1ère à 3ème rangées, avec un temps de retard de 25 ms pour chaque section. 3) Alimentation électrique de détonation : Le détonateur GFB-1200 est utilisé pour la détonation. 2 Détermination des paramètres de dynamitage Facteurs d'échelon (comme indiqué sur la Figure 1, diagramme schématique des paramètres du trou de tir) : hauteur d'échelon H, ligne de résistance du châssis Wd, espacement des trous a, espacement des rangées b, profondeur du trou L, surprofondeur hc, longueur de remplissage Lt.
Le choix des paramètres de dynamitage et des paramètres du réseau de trous affectera directement l'effet de dynamitage. La plupart des champs de gravier d'une certaine ville sont des mines de granit mi-dur avec des joints développés, un coefficient de Protsky de 7 à 12 et une bonne explosabilité des roches. Les formes de forage peuvent être divisées en forage incliné et forage vertical. Le forage incliné a des lignes de résistance uniformes et une taille de bloc de dynamitage uniforme, mais la technologie de fonctionnement est complexe ; la technologie de forage vertical est simple et rapide. Étant donné que le dynamitage de trous de profondeur moyenne n'est pas largement utilisé à l'heure actuelle et que le personnel concerné de la carrière n'est pas familiarisé avec les éléments essentiels de l'opération, il est conseillé d'utiliser d'abord une méthode de forage vertical relativement simple. 1) Diamètre du trou de dynamitage d Le diamètre du trépan de la foreuse fond de trou est de 115 mm, donc le diamètre du trou de dynamitage d est de 115 mm. 2) Ligne de résistance du châssis Wd
①Selon la largeur de travail sécuritaire de l'appareil de forage
Français Wd≥h·ctg（α+β） Dans la formule : h——hauteur de marche, qui est de 10 m ; α——angle de pente de marche, dans la production réelle, des excavatrices sont utilisées pour la production, et l'angle de pente peut atteindre 75°. β——La distance entre le centre du trou de dynamitage et le sommet de la pente est de 2,5 m. Alors Wd≥h·ctg（α+β）=10×ctg75°+2,5=5,2 m②Calculer selon la formule empirique soviétique de Davydov Wd=53·KT·d·(Δe/γ)1/2 Où : d——l'ouverture est de 0,115 m ; KT——coefficient de fracture de la roche minérale, prendre 1,1 ; Δ——la densité de charge est tirée de l'expérience actuelle, qui est de 0,6 g/cm3 ; γ——densité apparente de la roche, qui est de 2,5 t/m3 ; e——coefficient de correction de la force explosive, prendre 1 Alors Wd=53×1,1×0,115×（0,6×1/2,5）1/2=3,3 mCombiné avec ① et ②, prendre Wd=4 m3) Espacement des trous a, espacement des rangées b Selon la surface du trou, l'effet de dynamitage optimal est de 14,5 m2, selon
a=m·Wd, m est le coefficient de densité du trou de mine, la plage de valeurs est de 0,8 à 1,4, ici m est pris comme 1,1, alors a=1,1×4=4,4 m. Selon la valeur réelle
comme suit:
Prenez l'espacement des trous a=4,5 m et calculez l'espacement des rangées b=3 m en fonction de la surface du réseau de trous. 4) Profondeur du trou L et super profondeur hc Afin de surmonter l'effet de serrage de la roche du fond et de ne laisser aucune fondation après le dynamitage, le trou de dynamitage doit être surforé. Trop profond gaspillera des explosifs, tandis que trop petit endommagera les fondations et affectera le chargement et le déchargement. En général, les valeurs suivantes sont prises en compte :
hc=（0,15-0,35）d, prendre 0,25·Wd=0,25×4=1 m
L=h+hc=10+1=11 m5) Longueur de remplissage Lt Longueur de remplissage Lt=（16-32） d, prendre 2,8 m6) La consommation unitaire d'explosifs q est tirée de l'expérience passée q=0,45 kg/m3 7) Quantité de charge par trou de dynamitage Q ①Selon le volume de minerai et de roche dynamité par trou Q=q·a·h·Wd=0,45×4,5×10×4=81 kg ②Selon la quantité d'explosifs qu'il peut contenir
Q=L·op=(L-Lt)·p Dans la formule : Lo——Longueur de la charge du trou de mine, L-Lt=11 -2,8 =8,2
m; p——charge par m de trou de mine, la densité de charge est de 7,1 kg/m
Q=8,2×7,1=58,22 kgEn combinant ① et ②, on obtient Q=58,5 kg8) Nombre de trous de mine N
Disposer en fonction du terrain spécifique pendant la construction. Après vérification de la sécurité du dynamitage, nous simulons ici le calcul avec 15 trous par rangée et 3 rangées à chaque fois (le même ci-dessous). Alors N=15×3=45 9) Charge totale Q total Q total = 45×58,5=2 632,5 kg3 Sécurité du dynamitage Selon les exigences d'approbation de la carrière, la carrière est généralement éloignée du village, et le bruit instantané du dynamitage et la fumée de l'explosion n'ont pas d'impact évident sur la zone environnante. Ces deux éléments peuvent être ignorés dans la conception. Ce qui suit est la vérification de sécurité nécessaire de l'onde sismique de dynamitage, de l'onde de choc aérienne de dynamitage et des pierres volantes individuelles. 3.1 La distance de sécurité des structures au sol par rapport aux ondes sismiques de dynamitage peut être calculée selon la formule suivante (Formule 1) et vérifiée selon la Formule 2. Rd=Kd·fn·Q1/3 (1) V=K·(Q1/3/R)
α (2) Où : Rd——distance de sécurité de l'onde sismique de dynamitage ; Kd——coefficient de fondation, pris comme 10 selon les propriétés de la roche ; fn——coefficient de propriété de dynamitage, pris comme 0,7 selon l'indice d'action de dynamitage ; Q——quantité explosive maximale d'une section, qui est de 13162,5 kg
(Selon le schéma de disposition du réseau de détonation, le nombre maximal de trous de dynamitage dans une section de dynamitage est de 15, donc la quantité explosive maximale d'une section de dynamitage est de 15 × 58,5 = 13 162,5 kg) R — la distance entre le centre de dynamitage et le bâtiment protégé est de 190 m, donc Rd = 10 × 0,7 × (13 162,5) 1/3 = 165 m
La salle d'outillage et les autres bâtiments et structures proposés sont disposés dans la zone exploitée, à une distance d'environ 190 m, ce qui répond aux exigences. V——vitesse de vibration des points du sol, en cm/s ; K——coefficient de site lié aux propriétés de la roche, pris comme 160 ; R——distance entre le centre de dynamitage et le bâtiment protégé, 190 m ; α——indice d'atténuation des ondes sismiques de dynamitage, pris comme 1,7, alors V=160×(13 162,5)1/3/190)1,7=4,6 cm/s. Les valeurs de vitesse sismique de sécurité suivantes sont stipulées dans le "Règlement de sécurité pour le dynamitage" :
①Grottes terrestres, maisons en adobe, maisons en pierre brute, 1,0 cm/s ; ②Général
Français maisons en briques, bâtiments en blocs de grande taille non sismiques, 2~3 cm/s ; ③Maisons à ossature en béton armé, 5 cm/s. Étant donné que tous les types de structures de la carrière sont des maisons à ossature en béton armé, elles répondent aux exigences. 3.2 Onde de choc aérienne Δp=K·(Q1/3/R)α Où : K——coefficient empirique, généralement 1,48 pour le dynamitage par paliers ; α——indice d'atténuation empirique, 1,55 ; Q——charge explosive dans la plus grande section, 13 162,5 kg ; K——distance du centre de dynamitage à l'objet protégé, 190 m, alors Δp=1,48×(13 162,5)1/3/190)1,55=0,058 Selon les données statistiques, lorsque l'onde de choc aérienne est de 0,2～0,3kg/cm2, elle provoquera une légère contusion aux personnes. Français Lorsque l'onde de choc = 0,7～1,0 kg/cm2, elle est sans danger pour les structures légères.3.3 Distance de sécurité des roches volantes individuelles Conformément aux dispositions du "Règlement de sécurité pour le dynamitage", la distance de sécurité des roches volantes individuelles lors du dynamitage de trous profonds par rapport aux personnes ne doit pas être inférieure à 200 m. Par conséquent, la portée d'avertissement de sécurité doit être supérieure à 200 m. 3.4 Dynamitage contrôlé à proximité de limites fixes L'élévation minière maximale de la carrière est de 110 m et l'élévation minière minimale est de +30 m, de sorte que la hauteur finale de la limite est d'environ 80 m. Afin d'assurer la sécurité et la stabilité des limites pendant tout le processus d'extraction, un dynamitage contrôlé doit être utilisé à proximité des limites. Il existe trois méthodes de dynamitage contrôlé à proximité des limites : le dynamitage avant fendage, le dynamitage lisse et le dynamitage tampon. Parmi les trois méthodes de dynamitage contrôlé des limites, le dynamitage tampon est le plus simple, impliquant uniquement la dernière rangée de charge à trou unique dans le réseau de trous de dynamitage principal. Français Lorsque le diamètre du trou est de 100-115 mm, l'espacement des trous est de 1,5 m, la ligne de résistance (ou espacement des rangées) est de 1,8 m, la densité de charge de la ligne est de 0,37-1,12 kg/m et la longueur de remplissage est égale à la longueur de la ligne de résistance. L'utilisation de ce paramètre de dynamitage peut éviter de graves dommages à la bordure et assurer la sécurité et la stabilité de la bordure. 4 Conclusion Grâce à des tests répétés de dynamitage de trous de profondeur moyenne, il a été constaté qu'après l'utilisation des paramètres de dynamitage pour la construction, la masse rocheuse dynamitée était entièrement brisée et les blocs étaient uniformes. Les blocs de roche de plus de 1 m3 pouvaient être contrôlés à 20 %, et le tremblement de terre de dynamitage, l'onde de choc et les roches volantes pouvaient être contrôlés en toute sécurité. Conclusion du test : 1) Par rapport à l'opération de dynamitage à la perceuse pneumatique portative, le volume de dynamitage du dynamitage de trous de profondeur moyenne a augmenté de façon géométrique, le nombre de fois de dynamitage a été considérablement réduit et la sécurité de la construction a été améliorée. 2) Après le dynamitage, le tas de scories a été concentré, ce qui a facilité le chargement et le transport, et l'efficacité de la production a été considérablement améliorée. 3) Par rapport à l'opération de dynamitage par forage pneumatique portatif, la consommation unitaire moyenne d'explosifs, la quantité de détonateurs utilisés, le coût de forage, le coût de la main-d'œuvre,La consommation de carburant et les autres coûts de production directs de la pierre étaient tous inférieurs à ceux du dynamitage à l'aide d'une perceuse pneumatique portative. 4) En tant que discipline expérimentale, le dynamitage est grandement affecté par l'environnement de dynamitage et les caractéristiques de la roche. Ce n'est qu'au moyen d'une pratique, d'une analyse et d'une recherche répétées que les paramètres de dynamitage appropriés peuvent être maîtrisés.
