Research into influence of drilling-and-blasting operations on the stability of the Kusmuryn open-pit sides in the Republic of Kazakhstan

Abstract

Purpose. Research into influence of drilling-and-blasting operations on the nature of deformation in near-side masses of the design open-pit contours and assessing the seismic impact of blasting operations, which are the basis for development of recommendations on the rational parameters of drilling-and-blasting operations. Methods. The influence of drilling-and-blasting operations at the limiting contour of the Kusmuryn field is studied using the analysis of the mining-and-geological conditions and tectonics of the rocks constituing the field, in-situ surveying the state of the open-pit sides, analysis of the physical and mechanical properties of the host rocks, analytical studies and instrumental measurements of the blasting effect. Findings. Based on the analytical methods, the calculation and analysis of the seismic stability of the rocks at the field have been performed. By means of instrumental measurement of the blasting effect in open pit, data have been obtained on the seismic impact of blasting operations on the near-side masses. According to the results of these works, rational parameters of drilling-and-blasting operations at the limiting contour of the open pit have been determined. In addition, the main provisions for the organization of drilling-and-blasting operations at the limiting contour of the open pit have been developed. Originality. In this work, for the first time, a joint research method is applied, which includes an analytical calculation of the shock wave seismic impact on a rock mass, based on the results of which the dependency graphs have been obtained of the seismicity coefficient on the rock hardness coefficient at the Kusmuryn field according to the Protodyakonov scale for various explosives, as well as using the method of instrumental measurements, which serves to determine the seismic impact of an explosion on a rock mass. This makes it possible to substantiate the technology of conducting the drilling-and-blasting operations at the contour, providing a long-term stable position of the permanent side of the open pit. Practical implications. The results of the work will be used to calculate the safe parameters of conducting the blasting operations when placing the side in the final position at the Kusmuryn field. This research method can be applied at any mining enterprise conducting open-cut mining of minerals.

Мета. Дослідження впливу буропідривних робіт на характер деформування прибортових масивів у проектних контурах кар’єра та оцінка сейсмічного впливу вибухових робіт для розробки рекомендацій щодо раціональних параметрів буропідривних робіт. Методика. Вплив буропідривних робіт на граничному контурі на родовищі Кусмурин вивчалося за допомогою аналізу гірничо-геологічних умов і тектоніки порід, що складають родовище, натурних обстежень стану бортів кар’єра, аналізу фізико-механічних властивостей порід, що вміщують, аналітичних досліджень та інструментальних замірів дії вибуху. Результати. Виконано розрахунок і аналіз сейсмостійкості гірських порід родовища. Шляхом інструментального виміру дії вибуху на кар’єрі отримані дані щодо сейсмічного впливу вибухових робіт на прибортовому масиві. За результатами цих робіт одержані раціональні параметри буропідривних робіт на граничному контурі кар’єра та розроблено основні положення з організації буропідривних робіт на граничному контурі кар’єра. Обґрунтовано технологію ведення буропідривних робіт при проведенні контурного підривання, що забезпечують довгострокове стійке положення постійного борту кар’єру. Наукова новизна. Вперше застосовано спільний метод проведення досліджень, що включає в себе аналітичний розрахунок сейсмічного впливу ударної хвилі на масив гірських порід, за результатами якого отримані графіки залежності коефіцієнта сейсмічності від коефіцієнта твердості гірських порід родовища Кусмурин за шкалою Протод’яконова для різних вибухових речовин і метод інструментальних замірів, який слугує для визначення сейсмічного впливу вибуху на масив гірських порід. Практична значимість. Результати роботи будуть використані для розрахунку безпечних параметрів ведення вибухових робіт при постановці борту в кінцеве положення на родовищі Космурин. Даний спосіб досліджень може бути застосований на будь-якому гірничому підприємстві, що здійснює відкриту розробку корисних копалин.

Цель. Исследование влияния буровзрывных работ на характер деформирования прибортовых массивов в проектных контурах карьера и оценка сейсмического воздействия взрывных работ для разработки рекомендаций по рациональным параметрам буро-взрывных работ. Методика. Влияние буровзрывных работ на предельном контуре на месторождении Кусмурын изучалось с помощью анализа горно-геологических условий и тектоники пород, слагающих месторождение, натурных обследований состояния бортов карьера, анализа физико-механических свойств вмещающих пород, аналитических исследований и инструментальных замеров действия взрыва. Результаты. Выполнен расчет и анализ сейсмоустойчивости горных пород месторождения. Путем инструментального замера действия взрыва на карьере получены данные по сейсмическому влиянию взрывных работ на прибортовом массиве. По результатам этих работ полученны рациональные параметры буровзрывных работ на предельном контуре карьера и разработаны основные положения по организации буровзрывных работ на предельном контуре карьера. Обоснована технология ведения буровзрывных работ при проведении контурного взрывания, обеспечивающие долговременное устойчивое положение постоянного борта карьера. Научная новизна. Впервые применен совместный метод проведения исследований, включающий в себя аналитический расчет сейсмического воздействия ударной волны на массив горных пород, по результатам которого получены графики зависимости коэффициента сейсмичности от коэффициента крепости горных пород месторождения Кусмурын по шкале Протодьяконова для различных взрывчатых веществ и метод инструментальных замеров, служащий для определения сейсмического воздействия взрыва на массив горных пород. Практическая значимость. Результаты работы будут использованы для расчета безопасных параметров ведения взрывных работ при постановке борта в конечное положение на месторождении Космурын. Данный способ исследований может быть применен на любом горном предприятии, ведущим открытую разработку полезных ископаемых.