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Mar 24, 2024

Conceptions de forage et de dynamitage pour trous parallèles et V

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 2449 (2023) Citer cet article 2264 Accès 1 Détails Altmetric Metrics La mine Karadon, où des études de terrain ont été réalisées, est située au nord

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 2449 (2023) Citer cet article

2264 Accès

1 Altmétrique

Détails des métriques

La mine de Karadon, où des études de terrain ont été réalisées, est située au nord-ouest de la Turquie et est considérée comme une mine de charbon hautement gazeuse. Les explosifs et les systèmes d'allumage utilisés dans les mines de charbon souterraines sont déterminés par des lois, des statuts, des règlements et des règles strictes. Les restrictions découlant des exigences légales, telles que les restrictions sur les longueurs de chargement et d'éjection et les agents de tir à utiliser, rendent difficile, voire parfois impossible, l'utilisation de techniques de tir de tunnel bien connues. Dans de tels cas, les conceptions réalisées avec les équations données dans la littérature doivent être révisées et réorganisées. L'objectif de cette étude est de recommander des solutions aux difficultés de dynamitage rencontrées dans les mines de charbon souterraines gazeuses dans lesquelles il existe des limitations découlant des exigences légales. Cette étude résume et analyse les pratiques de dynamitage actuellement utilisées à la mine Karadon ainsi que leurs inconvénients. De nouveaux modèles de dynamitage ont ensuite été élaborés en utilisant les méthodes suggérées dans la littérature, et ces modèles ont été révisés conformément aux exigences légales. En gardant la concentration de charge constante par rapport à sa valeur d'origine, les distances de charge et d'espacement ont été ajustées. À la suite de cette étude, il a été constaté que le réarrangement en maintenant la concentration de charge constante par rapport à sa valeur d'origine est une solution technique appropriée.

Les explosifs constituent probablement la méthode d’excavation de roche la plus rentable dans les opérations minières souterraines1,2,3. Ces dernières années, l’excavation de tunnels et de roches souterraines s’est largement appuyée sur des méthodes de forage et de dynamitage4. La quantité et le type d’explosifs, les modèles de forage et la séquence d’amorçage sont tous essentiels à la réussite de l’excavation des masses rocheuses5.

Le dynamitage dans un tunnel ou une galerie commence toujours par la « coupe » - un motif de trous conçu pour fournir la ligne de déformation la plus efficace - au centre ou à proximité du centre de la taille. Chaque explosion crée plus d'espace pour l'anneau de trous de mine suivant. Il est impératif de dynamiter la section coupée avec succès pour que l'ensemble du tour soit réussi. Dans les mines et la construction, différents types de coupes ont été appliqués, mais ils se répartissent essentiellement en deux catégories : les trous parallèles et les trous forés en angle. Aujourd'hui, la méthode de coupe de trous parallèles la plus couramment utilisée est la coupe de grands trous en quatre sections, tandis que la coupe la plus couramment utilisée avec des trous angulaires est la coupe en V. Ce type de coupe est efficace pour les tunnels de section assez importante et nécessite moins de trous qu'une coupe parallèle. Lorsque les premières perceuses mécanisées ont été introduites, la coupe parallèle permettait un perçage parallèle précis. L'utilisation de ce type de coupe est également courante dans les petits tunnels comportant de longs ronds.

Le type de coupe choisi dépend non seulement de la nature physique de la roche et de la présence de faiblesses et de fissures, mais également de l'équipement utilisé, de la superficie de la section transversale et de la vitesse d'avancement souhaitée. Au fil des années, depuis que les explosifs ont été utilisés pour la première fois pour creuser des tunnels dans les années 1860, le dynamitage de tunnels a acquis une énorme expérience. De nombreux chercheurs6,7,8,9,10,11,12,13 ont examiné le dynamitage par coupe et ont proposé une variété de modèles de coupe. En ce qui concerne les méthodes de coupe, Shapiro14 a comparé les coupes en V à d'autres coupes et a conclu que la coupe en V offre l'efficacité de dynamitage maximale lorsque le trou a une profondeur inférieure à 2,5 m. Chakraborty et al.15 ont montré que les coupes parallèles n'étaient pas aussi productives que les coupes en V dans les petits tunnels, et une relation empirique a été développée. Dans différents modèles de dynamitage, Soroush et al.16 ont étudié l'effet et la sensibilité du diamètre du trou et de la surface du tunnel sur les résultats de dynamitage et ont souligné que la coupe en V nécessite plus de trous coupés que la coupe parallèle dans des conditions similaires. Cardu et Seccatore17 rapportent que les tunnels ronds avec des trous parallèles ont tendance à avoir une efficacité de traction plus élevée que les tunnels avec des trous inclinés. Selon Wang et al.18, les coupes en V présentent les avantages d'un nombre réduit de trous de forage, d'un moulage de roche facile et de faibles exigences de précision de forage. Cependant, la tendance aux découpes de trous parallèles est apparue à la suite du développement de gros porteurs hydrauliques dotés d'une ou plusieurs flèches. De plus, les coupes de trous parallèles ne nécessitent pas de changement d’angle d’avance et l’avance n’est pas autant affectée par la largeur du tunnel19.