Research into the effect of gallery size on blast pull in underground coal mines

Abstract

Purpose. To investigate the effect of gallery size on blast pull in underground colliery by drilling and blasting techniques. Methods. The study conducted in three different underground collieries namely A, B and C located in eastern part of India has been accomplished by solid blasting using milli-second short delay detonators and wedge cut pattern. The trial blasts were conducted in underground mines to investigate the effect of gallery size on blast pull. Findings. From the study it was found that the pull is related to the cross sectional area of the drive. It increases as the face size increases. This relation is obtained considering width of the gallery in the range of 3.0 – 4.8 m and height of the gallery in the range of 2.2 – 3 m. It is assumed that the angle of the hole and the length of the hole are optimum, charging and connections being appropriate. Advancement per blast round was found to vary from 0.8 to 1.5 m whereas average advancement per blast round was 0.98 m. Originality. This is a field study and the results are based on the data collected and analyzed on site. Although similar studies have been done by various researchers to improve the productivity of the mine for different conditions, the obtained results are condition, machinery, method and mine specific. Practical implications. This study is applicable for underground coal mine but can be extended in underground metal and tunneling projects for improving the blast pull.

Мета. Дослідження впливу розмірів виробки на посування вибою у вугільній шахті при веденні буропідривних робіт. Методика. Дослідження проводилися на трьох шахтах A, B і C, розташованих у східній частині Індії. Підривання цілика здійснювалось методом клинового врубу із використанням детонаторів з мілісекундним уповільненням. Вибухова речовина, що використовувалась – Senatel 5000, Pentadyne Solar Coal 5. Випробувальні вибухи були проведені в шахтах для вивчення впливу розмірів виробки на посування вибою. Результати. Експериментальними шахтними дослідженнями встановлено, що посування вибою залежить від поперечного перерізу штреку та зростає зі збільшенням площі поверхні забою за поліноміальною залежністю, отриманою для виробок шириною 3.0 – 4.8 м і висотою 2.2 – 3.0 м. Визначено, що кути встановлення шпурів та їх довжина були оптимальні, а забійка заряду і з’єднання відповідають чинним нормативам. Встановлено, що посування вибою за один вибух склало 0.8 – 1.5 м при середній величині посування забою 0.98 м. Наукова новизна. Отримані результати впливу розмірів виробки на посування її вибою при проведенні є новими для певних умов шахт східної Індії, механізмів і методів видобутку. Практична значимість. Збільшення поперечного перерізу поверхні вибою дозволяє визначити оптимальний кут клину при бурінні шпурів. Отримані результати мають практичне значення не лише для вугільних шахт, а й для поліпшення посування вибою при будівництві тунелів і видобутку металевої руди.

Цель. Исследование влияния размеров выработки на подвигание забоя в угольной шахте при ведении буровзрывных работ. Методика. Исследования проводились на трех шахтах A, B и C, расположенных в восточной части Индии. Взрывание целика производилось методом клинового вруба с использованием детонаторов с миллисекундным замедлением. Используемое взрывчатое вещество – Senatel 5000, Pentadyne Solar Coal 5. Испытательные взрывы были проведены в шахтах для изучения влияния размеров выработки на подвигание забоя. Результаты. Экспериментальными шахтными исследованиями установлено, что подвигание забоя зависит от поперечного сечения штрека и растет с увеличением площади поверхности забоя по полиномиальной зависимости, полученной для выработок шириной 3.0 – 4.8 м и высотой 2.2 – 3.0 м. Определено, что что углы установки шпуров и их длина были оптимальны, а забойка заряда и соединения соответствуют действующим нормативам. Установлено, что подвигание забоя за один взрыв составило 0.8 – 1.5 м, при средней величине подвигания забоя 0.98 м. Научная новизна. Полученные результаты влияния размеров выработки на подвигание ее забоя при проведении являются новыми для определенных условий шахт восточной Индии, механизмов и методов добычи. Практическая значимость. Увеличение поперечного сечения поверхности забоя позволяет определить оптимальный угол клина при бурении шпуров. Полученные результаты имеют значение не только для подземных угольных шахт, но и для улучшения подвигания забоя при строительстве туннелей и добычи металлической руды.