Прогнозирование смещения рудных контуров при формировании развала взорванной горной массы

Проведен анализ существующих исследований в области ведения буровзрывных работ по смещению рудного контура. Исследования показали, что в настоящее время существует два подхода к определению смещения контуров: непосредственное измерение смещенного контура при помощи специальных приспособлений, размещаемых в горном массиве и создание прогнозной модели перемещения. Описаны достоинства и недостатки данных подходов. Сделан вывод о том, что все решения, позволяющие произвести прогноз смещения контура рудного тела, либо очень сложны и трудоемки, либо не подтверждены практикой. Представлен упрощенный алгоритм расчета смещения рудных контуров при вариации основных параметров буровзрывных работ. Приведены опытно-промышленные взрывы по апробации представленной модели расчета. Расчеты показали, что смещения контура рудного тела от своего начального положения составили 5–7 м, результаты прямых измерений методом отбора проб непосредственно во взорванной горной массе показали, что исследуемый контур сместился на 6 м. Результаты с погрешностью 80% совпали с расчетными данными, что для данной задачи приемлемо. Приведены общие принципы по выбору прогнозной модели смещения рудных контуров для реальных условий производства.

Хохлов С. В., Виноградов Ю. И., Носков А. П., Баженова А. В. Прогнозирование смещения рудных контуров при формировании развала взорванной горной массы // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 3. – С. 40–56. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_3_0_40.

Хохлов Сергей Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: khokhlov_sv@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-1040-8328,
Виноградов Юрий Иванович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: vinogradov_yui@pers.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0001-9468-2214,
Носков Алексей Петрович — управляющий директор, АО «Полюс Алдан», e-mail: NoskovAP@polyus.com,
Баженова Александра Владимировна¹ — аспирант, e-mail: s195054@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-8155-2258,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Хохлов С.В., e-mail: khokhlov_sv@pers.spmi.ru.

1. Langefors U., Kihlstrom B. The Modern Technique of Rock Blasting. 3rd edition. New York: Wiley, 1978, 438 p.

2. Cunningham C. V. B. The Kuz—Ram model for prediction of fragmentation from blasting / Proceedings of 1st International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. Lulea, Sweden. 1983, pp. 439—454.

3. Hjelmberg H. Some Ideas on how to improve calculations of the fragment size distributionin bench blasting / Proceedings of the 1st International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. Lulea, Sweden. 1983, pp. 469—494.

4. Koteleva N., Frenkel I. Digital processing of seismic data from open-pit mining blasts // Applied Sciences. 2021, vol. 11, no. 1, article 383. DOI: 10.3390/app11010383.

5. Должиков В. В., Рядинский Д. Э., Яковлев А. А. Влияние интервалов замедления на амплитуды волн напряжений при изучении модели взрыва системы скважинных зарядов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 18—32. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_18.

6. Koteleva N., Loseva E. Development of an algorithm for determining defects in cast-inplace piles based on the data analysis of low strain integrity testing // Applied Sciences. 2022, vol. 12, no. 20, article 10636. DOI: 10.3390/app122010636.

7. Favreau R. F., Lilly D. The use of computer blast simulations to evaluate the effect of angled holes in cast blasting / Proceedings of 3rd Conference on the Use of Computers on the Coal Industry. Morgantown, 1986, pp. 143—152.

8. Yang R., Kavetsky A. A three dimensional model of muckpile formation and grade boundary movement in open pit blasting // Geotechnical and Geological Engineering. 1990, vol. 8, pp. 13—34.

9. Аленичев И. А., Рахманов Р. А. Исследование эмпирических закономерностей сброса горной массы взрывом на свободную поверхность уступа карьера // Записки Горного института. — 2021. — Т. 249. — С. 334—341. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.2.

10. Lucas R., Nies D. Improving fragmentation and ore displacement control / Proceedings of the 16th Conference on Explosives and Blasting Technique. The Society of Explosives Engineers. 1990, pp. 409—422.

11. Рахманов Р. А., Лоеб Д., Косухин Н. И. Оценка смещений рудных контуров после взрыва с применением BMM-системы // Записки Горного института. — 2020. — Т. 245. — С. 547—553. DOI: 10.31897/PMI.2020.5.6.

12. Taylor S. L. Blast induced movement and its effect on grade dilution at the Coeur Rochester Mine. M.Sc Thesis, Department of Mining Engineering, Mackay School of Mines, Reno: University of Nevada. 1995, 237 p.

13. Gilbride L. J. Blast induced rock movement modeling for bench blasting in Nevada open pit mines. M.Sc. Thesis, Department of Mining Engineering, Mackay School of Mines, Reno, Nevada. 1995, pp. 178—189.

14. Favreau R. F. Blastpa — a practical blasting optimization system / Proceedings of 6th Conference on Explosives and Blasting Technology. The Society of Explosives Engineers. 1980, pp. 152—164.

15. Harries G. H. The Calculation of Heave and Muck-Pile Profile / Fragblast 2. Proceedings of 2nd International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. Keystone, Colorado: CRC Press: Taylor and Francis Group. 1987, pp. 248—256.

16. Furtney J. K., Cundall P. A., Chitombo G. P. Developments in numerical modeling of blast induced rock fragmentation: updates from the HSBM project / Fragblast 9. Proceedings of 9th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting, Granada, Spain. 2009, pp. 13—17.

17. Preece D. S., Taylor L. M. Complete computer simulation of crater blasting including fragmentation and rock motion / Proceedings of 5th Annual Symposium on Explosives and Blasting Research. International Society of Explosives Engineers. 1989, pp. 53—62.

18. Qiu X., Hao Y., Shi X., Hao H., Zhang S., Gou Y. Numerical simulation of stress wave interaction in short-delay blasting with a single free surface // PLoS ONE. 2018, vol. 13, no. 9, article e0204166. DOI: 10.1371/journal.pone.0204166.

19. Хохлов С. В., Рахманов Р. А., Аленичев И. А., Баженова А. В., Маккоев В. А. Исследование вопроса управления и контроля за смещением взорванной рудной массы // Взрывное дело. — 2021. — № 132. — С. 59—76.

20. Лаптев Ю. В., Кантемиров В. Д., Яковлев А. М. Компьютерное моделирование развала горной массы при селективной разработке // Альманах современной науки и образования. — 2014. — № 5-6 (84). — С. 92—95.

21. Кабелко С. Г., Дунаев В. А., Яницкий Е. Б., Рахманов Р. А. Компьютерное моделирование смещения горной массы и оценка разубоживания руды в результате массового взрыва при открытой разработке месторождений // Взрывное дело. — 2018. — № 120-77. — С. 94—108. DOI: 10.18454/PMI.2017.2.215.

22. Preece D. S., Burchell S. L., Scovira D. S. Coupled explosive gas flow and rock motion modeling with comparison to bench blast field data / Fragblast 4. Proceedings of the Fourth International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting, Technical University, Vienna, Austria. 1993, pp. 239—245.

23. Sellers E., Furtney J., Onederra I., Chitombo G. Improved understanding of explosive— rock interactions using the hybrid stress blasting model // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2012, vol. 112, pp. 721—728.

24. Rogers W., Young A. Modelling large heaped fill stockpiles using FMS data // Advances in Computational Intelligence Applications in the Mining Industry. 2021, vol. 11, no. 6, article 636. DOI: 10.3390/min11060636.

25. Tordoir A., Wealtherley D., Onederra I., Bye A. A new 3D simulation framework to model blast induced rock mass displacement using physics engines / Proceedings of 9th International Symposium on Rock Fragmentation by Blasting. Granada, Spain, 2009, pp. 381—388.

26. Cocker A., Sellers E. J. Modelling blast movement for grade control at an open cut gold mine / Proceedings of 9th International Mining Geology Conference. 2014, pp. 377—386.

27. Либерцев О. Н., Цирель С. В. Влияние времени замедления на формирование развалов взорванной породы // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 1992. — № 4. — С. 73—79.

28. Цирель С. В. Процессы формирования развала взорванной горной массы и взрыводоставка вскрышных пород на угольных и сланцевых разрезах // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. — CB 5. — C. 45—66.

29. Либерцев О. Н. Увеличение объемов перемещения пород вскрыши энергией взрыва при бестранспортной системе разработки: Диссертация канд. техн. наук. — Л.: Горный институт им. Г.В. Плеханова, 1984. — 196 c.

30. Молдован Д. В., Чернобай В. И., Соколов С. Т., Баженова А. В. Конструктивные решения запирания продуктов взрыва во взрывной полости // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 5—17. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_5.

31. Yastrebova K. N., Chernobay V. I., Moldovan D. V. Solving the issue of ventilating atmosphere of opencast mining by resloping bench face // International Journal of Advanced Science and Technology. 2020, vol. 1, pp. 1—6.

32. Мысин А. В., Ковалевский В. Н., Должиков В. В. Экспериментальные исследования параметров функционирования удлиненных зарядов различной конфигурации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 10. — С. 125—140. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_10_0_125.

33. Ракишев Б. Р. О начальной скорости сдвижения откоса уступа при зарядах рыхления // Известия вузов. Горный журнал. — 1971. — № 1. — C. 49—54.

34. Ракишев Б. Р., Шампикова А. Х., Казангапов А. Е. Горно-геологические характеристики взорванных сложноструктурных блоков // Взрывное дело. — 2018. — № 120/77. — C. 82—93.

35. Ильин А. С., Козлов А. Д. Определение скорости отрыва кусков с поверхности откоса уступа аналитическим методом // Взрывное дело. — 1974. — № 73/30. — C. 96—98.

36. Господариков А. П., Трофимов А. В., Киркин А. П. Оценка деформационных характеристик хрупких горных пород за пределом прочности в режиме одноосного сервогидравлического нагружения // Записки Горного института. — 2022. — Т. 256. — С. 539—548. DOI: 10.31897/PMI.2022.87.