Optimization study of blasting operations in Roşia Poieni open pit mine, Romania

Abstract

Purpose. Drilling-blasting technology is one of the simplest and most often used techniques in open pit mining. This allows the excavation of a large volume of rock and useful mineral substance. The operation of blasting using the energy of explosives plays an important role in open pit exploitation, being also the key element of the blasting process through which a corresponding granulometry is obtained. This operation is a part of a series of interdependent operations, in the sense that each operation determines a certain result that will be an important element for the next operation that takes place in the working face. Consequently, the blasting operation with explosives should not be considered as an independent act. A global approach to the entire production technological process including blasting is required. Methods. In the optimization study, the basic method consisted in the analysis of the blasting operations performed at the drilling diameter of 250 mm (blasting technology used in Roşia Poieni open pit mining) and simulation of the excavation of the same rock volume, with the optimization of the explosive charge distribution at two other drilling diameters: 200 and 150 mm. Findings. The main problems when shooting 250 mm dia holes are caused by the length of the tamping in the mineralized rock that leads to the appearance of blocks with dimensions which are maximum allowed in the crusher tank (1.2-1.3 m). That is why discontinuous loads with intermediate tamping are used – the method that successfully limits their number. In order to obtain a granulometry corresponding to the primary crushing operation, which will allow to decrease the crushing costs, it is necessary to use smaller drilling diameters, but with productivity high enough to ensure the optimal development of the extraction process. Originality. Based on the performed study, it is recommended to use the discontinuous load, preserving the total length of the explosive charge. In the zones where the rocks have a Protodiakonov coefficient f > 6.5, it is recommended to apply an appropriate drilling diameter (150-200 mm) and use the intermediate tamping at 2-3 m length to limit the upper stemming area to a maximum of 7 m (to limit or eliminate the occurrence of oversized blocks). Practical implications. The research results will enhance the geometric and safety factors of the operation, limiting the explosion effect on the massif and the environment and reducing the total costs of the cutting operation. The cost of explosives and initiating materials can be reduced by using a smaller quantity of explosive gels in a dry environment (12-18 kg/hole), the difference in the explosive charge length being completed with AM 1.

Мета. Дослідження ефективності ведення вибухових робіт для оптимізації їх параметрів у кар’єрі Рошия Поєні, Румунія. Методика. В якості основного методу оптимізації був використаний аналіз вибухових робіт, що виконувалися при діаметрі буріння 250 мм (технологія, що застосовується при розробці кар’єру Рошия Поєні) та моделювання виймання того ж обсягу породи з оптимізацією розподілу заряду вибухової речовини при двох інших діаметрах буріння: 200 і 150 мм. Результати. Встановлено, що основні проблеми при вибуху заряду у свердловинах діаметром 250 мм викликані довжиною забійки у мінералізованій породі, що призводить до появи блоків з розмірами максимально допустимими у резервуарі дробарки (1.2-1.3 м). Тому застосовується розосереджена зарядка з проміжною забійкою, що успішно зменшує кількість таких блоків. Для отримання блочності, що відповідає операції первинного дроблення, яка дозволяє зменшити витрати на подрібнення, необхідно використовувати менші діаметри буріння, але з такою продуктивністю, яка може забезпечити оптимальний процес вилучення породи. Рекомендується використовувати розосереджену забійку, зберігаючи загальну довжину заряду. Наукова новизна. Експериментально виявлено, що при коефіцієнті міцності за шкалою Протодьяконова f > 6.5 рекомендується перейти на відповідний діаметр буріння (150-200 мм) і використовувати проміжну забійку на довжині 2-3 м, щоб обмежити верхню зону забивання до 7 м ( для обмеження або недопущення утворення негабаритних блоків). Практична значимість. Результати досліджень будуть сприяти оптимізації геометричних параметрів та безпеки проведення вибухових робіт, дозволять зменшити вплив вибуху на масив і навколишнє середовище і знизити загальні витрати на дроблення породи. Витрати на придбання вибухових речовин і засобів ініціювання можуть бути зменшені за рахунок використання меншої кількості вибухових гелів для сухого середовища (12-18 кг/свердловину), а різниця в довжині заряду вибухової речовини може бути компенсована за рахунок AM 1.

Цель. Исследование эффективности ведения взрывных работ для оптимизации их параметров в карьере Рошия Поени, Румыния. Методика. В качестве основного метода оптимизации был использован анализ взрывных работ, выполняемых при диаметре бурения 250 мм (технология, применяемая при разработке карьера Рошия Поени) и моделирование выемки того же объема породы с оптимизацией распределения заряда взрывных веществ при двух других диаметрах бурения: 200 и 150 мм. Результаты. Установлено, что основные проблемы при взрыве заряда в скважинах диаметром 250 мм вызваны длиной забойки в минерализованной породе, что приводит к появлению блоков с размерами максимально допустимыми в резервуаре дробилки (1.2-1.3 м). Поэтому применяется рассредоточенная зарядка с промежуточной забойкой, что успешно уменьшает количество таких блоков. Для получения блочности, соответствующей операции первичного дробления, которая позволяет уменьшить затраты на измельчение, необходимо использовать меньшие диаметры бурения, но с такой производительностью, которая может обеспечить оптимальный процесс извлечения породы. Рекомендуется использовать рассредоточенную забойку, сохраняя общую длину заряда. Научная новизна. Экспериментально выявлено, что при коэффициенте крепости по шкале Протодьяконова f > 6.5 рекомендуется перейти на соответствующий диаметр бурения (150-200 мм) и использовать промежуточную забойку на длине 2-3 м, чтобы ограничить верхнюю зону забивки до 7 м (для ограничения или недопущения образования негабаритных блоков). Практическая значимость. Результаты исследований будут способствовать оптимизации геометрических параметров и безопасности проведения взрывных работ, позволят уменьшить воздействие взрыва на массив и окружающую среду и снизить общие затраты на дробление породы. Затраты на приобретение взрывчатых веществ и средств инициирования могут быть уменьшены за счет использования меньшего количества взрывчатых гелей для сухой среды (12-18 кг/скважину), а разница в длине заряда взрывчатого вещества может быть компенсирована за счет AM 1.