Ottimizzazione della frantumazione: prevenire la formazione di grandi massi durante le esplosioni nelle cave
Quando si effettuano esplosioni nelle cave, la sicurezza è un criterio fondamentale nella progettazione delle esplosioni. Tuttavia, a causa delle incertezze intrinseche della massa rocciosa, della qualità della fase di perforazione e delle irregolarità della faccia libera dei gradini, è impossibile garantire la qualità della esplosione senza una buona valutazione e monitoraggio della qualità dei gradini di esplosione. Ciò è particolarmente vero per le esplosioni a gradini con un'altezza superiore a 10 m.
In quest'ottica, è necessario condurre studi quantitativi e qualitativi sull'impiego di metodi e attrezzature corrispondenti per ottimizzare l'intero processo, non solo in termini di sicurezza, ma anche in termini di economia complessiva, con l'obiettivo di ottenere la granulometria di frantumazione desiderata, riducendo al minimo la formazione di grandi massi, l'impatto di rumore e vibrazioni e i gradini adiacenti.
Durante la fase di perforazione, è molto probabile che il foro di mina non segua la traiettoria pianificata ad angolo retto, con conseguenti deviazioni molto comuni. Queste aumentano con la profondità del foro e sono causate da molti fattori. Le deviazioni non sembrano esistere sulla superficie del gradino, rendendo difficile misurare la distanza effettiva tra il foro e la faccia libera.
Tutti questi fattori possono compromettere la corretta distribuzione degli esplosivi nell'area di brillamento prevista e possono causare distacchi di roccia, rumore, onde sismiche e la formazione di massi di dimensioni maggiori di quelle su cui può agire il frantoio, il che riduce la sicurezza e aumenta i costi di estrazione.
Di seguito è presentato un caso di studio condotto in una cava nel Portogallo settentrionale. Sono state applicate tecniche di ottimizzazione per ridurre la formazione di massi e fly-rock, come inclinometri (per il controllo della deviazione del foro di sondaggio), modellazione 3D (utilizzando il software O-Pitblast), bench mapping (utilizzando droni) per studiare la distribuzione delle posizioni libere rispetto alla linea di resistenza per la prima fila.
Valutazione preliminare
Nella fase preliminare è stata effettuata un'ispezione visiva della cava e ciò che è davvero saltato all'occhio è stata la quantità di massi. I massi sono un problema e possono essere correlati a diversi fattori:
Parametri di progettazione dell'esplosione inadeguati;
Controllo inefficiente delle trivellazioni;
Condizioni geologiche, ecc...
La situazione ideale è quella di ottenere una dimensione di frantumazione sufficiente durante l'esplosione della massa rocciosa, eliminando la necessità di eseguire esplosioni secondarie ed evitando budget aggiuntivi nella fase di esplosione. L'ottimizzazione dell'esplosione può ridurre non solo i costi associati all'operazione di esplosione, ma anche i costi rimanenti associati alle fasi di perforazione, carico, trasporto e frantumazione. La formazione di massi non è l'ideale, poiché richiede un'esplosione secondaria, i costi operativi associati a questa attività e può portare a un aumento del rischio di roccia volante.
In questo caso, si possono usare metodi alternativi che offrono maggiore sicurezza, come martelli idraulici, "palle a caduta", cemento espansivo, cunei, ecc. Tutti questi sono associati al processo di sabbiatura, quindi si può ottenere una sabbiatura efficiente usando metodi che riducono al minimo o addirittura eliminano i costi operativi.
Bisogna tenere in considerazione il fattore "ddhhh del fly-rock, in quanto può causare gravi danni non solo al personale, ma anche alle persone nelle comunità vicine, alle strutture dell'azienda e alle strutture vicine. Le conseguenze risultanti sono interruzioni della produzione, multe corrispondenti o persino una cessazione completa dell'esplorazione.
Gli aspetti sopra menzionati possono essere analizzati meglio e si possono apportare miglioramenti in termini di economia, sicurezza e produttività ottimizzando le variabili del piano di brillamento e utilizzando tecnologie che facilitano la progettazione del piano di brillamento. Queste tengono conto delle condizioni geologiche presenti nella cava analizzata.
Nel lavoro di ispezione dei fori di mina nelle cave, le deviazioni di perforazione nella massa rocciosa risaltano, poiché i fori raramente seguono la traiettoria prestabilita, il che a sua volta li fa deviare dal progetto di mina originale. La situazione peggiora con l'aumentare della profondità di perforazione. (Video di animazione di un incidente con roccia volante) In termini di requisiti di frantumazione, i risultati devono essere compatibili con l'attrezzatura di carico e trasporto e con le dimensioni del frantoio primario per evitare esplosioni secondarie (LIMA, 2001).
