Κεφάλαιο 6
Παράμετροι σχεδιασμού επιφανειακών και υπογείων ανατινάξεων Στην ενότητα αυτή αναπτύσσονται οι παράμετροι και οι παράγοντες που υπεισέρχονται στον σχεδιασμό των ανατινάξεων στις βαθμίδες των επιφανειακών και στα μέτωπα των υπογείων εκμεταλλεύσεων. Ο επιτυχής σχεδιασμός προϋποθέτει γνώσεις των ιδιοτήτων των εκρηκτικών, των μηχανισμών θραύσης και θρυμματισμού του πετρώματος, των περιορισμών των συστημάτων που θα χρησιμοποιηθούν, καθώς και των επιπτώσεων του “κακού” (μη βέλτιστου) σχεδιασμού των ανατινάξεων. Ο σχεδιασμός των ανατινάξεων δεν είναι μία απόλυτη διαδικασία. Λόγω της μεταβλητής φύσης των πετρωμάτων, των γεωλογικών δομών και των εκρηκτικών δεν είναι δυνατόν να γίνει ο σχεδιασμός μίας ανατίναξης με βάση ορισμένους μαθηματικούς τύπους χωρίς δοκιμές επί τόπου. Σε πολλές περιπτώσεις ο αρχικός σχεδιασμός ενός έργου μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της ζωής του με μία συνεχή διαδικασία αξιολόγησης των ιδιοτήτων του πετρώματος, των αποτελεσμάτων που επιτυγχάνονται, των απαιτήσεων της παραγωγής και της τεχνολογίας των εκρηκτικών. Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι δύο παράγοντες, οι οποίοι είναι συχνά αντικρουόμενοι: • Τα εκρηκτικά λειτουργούν καλύτερα όταν υπάρχει μία ελεύθερη επιφάνεια παράλληλα με την εκρηκτική στήλη κατά τη φάση της ανατίναξης. • Πρέπει να υπάρχει αρκετός χώρος για τη διόγκωση και μετακίνηση του θραυσμένου πετρώματος. 133
134
Παράμετροι σχεδιασμού
Οι παράμετροι που υπεισέρχονται στον σχεδιασμό επιφανειακών ή υπόγειων ανατινάξεων με την προϋπόθεση ότι έχει καθορισθεί η γεωμετρία του μετώπου είναι οι ακόλουθες: • η επιλογή του κατάλληλου εκρηκτικού και η ποσότητά του σε κάθε διάτρημα, • η επιλογή της διάταξης και των αντιστοίχων χρόνων επιβράδυνσης των διατρημάτων (υπονόμων), • η επιλογή του συστήματος έναυσης, του τρόπου γόμωσης και πυροδότησης των διατρημάτων, • οι επιτόπου συνθήκες, όπως η μεταβολή των χαρακτηριστικών και των μηχανικών ιδιοτήτων του πετρώματος, κλπ, • οι περιβαλλοντικοί ή άλλοι περιοριστικοί παράγοντες. Ο επιθυμητός βαθμός θρυμματισμού του προϊόντος της εξόρυξης εξαρτάται από την τελική χρήση του υλικού. Στις περιπτώσεις όπου προβλέπεται περαιτέρω θρυμματισμός με στόχο την απελευθέρωση από τη μάζα του πετρώματος διακριτών ορυκτών, συνήθως δεν αποτελεί πρόβλημα η δημιουργία μεγάλου ποσοστού λεπτομερών τεμαχίων κατά τη φάση της εξόρυξης. Έτσι είναι δυνατόν να επιτευχθεί καλύτερη θραύση του πετρώματος με αντίστοιχη μείωση του κόστους της μεταφοράς, της δευτερογενούς θραύσης στο εργοστάσιο, κλπ. Σημειώνεται ότι η χρήση “μεγαλύτερου” εξοπλισμού δεν σημαίνει απαραίτητα τη δυνατότητα αύξησης του μέσου μεγέθους των τεμαχίων του πετρώματος, αλλά συνήθως εξυπηρετεί τη διακίνηση μεγαλυτέρων ποσοτήτων θραυσμένου υλικού. Σε περιπτώσεις όμως όπου υπάρχει περιορισμός ως προς το ποσοστό των λεπτομερών που μπορεί να περιέχει το θραυσμένο πέτρωμα, τότε κατά τον σχεδιασμό της ανατίναξης πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η επιθυμητή κοκκομετρία του υλικού. Οι ακτινικές ρωγμές που δημιουργούνται γύρω από ένα διάτρημα από την εκτόνωση των εκρηκτικών προωθούνται με ταχύτητες που κυμαίνονται από 15% έως 40% της ταχύτητας του κρουστικού παλμού ή από 0.45 έως 2.4 m/ms. Η διαδικασία θραύσης του πετρώματος ολοκληρώνεται σε σχετικά μικρό χρόνο (από 5 έως 15 ms), ενώ η διαδικασία μετατόπισης αργεί πολύ περισσότερο (από 15 έως 30 ms). Επομένως, κατά τον σχεδιασμό μίας ανατίναξης πρέπει να λαμβάνονται υπόψη η ταχύτητα διάδοσης διαμήκων κυμάτων στα πετρώματα, η σχέση της με την ταχύτητα έκρηξης και οι χρόνοι θραύσης και μετατόπισης του πετρώματος από την αρχική τους θέση.
6.1 Γεωλογικοί παράγοντες
135
Από πρακτική άποψη, μία από τις βασικότερες παραμέτρους που επηρεάζουν τον σχεδιασμό είναι ο καθορισμός του φορτίου που αντιστοιχεί σε κάθε διάτρημα (βλέπε ενότητα 7.6). Με βάση αυτό το σκεπτικό, πολλοί ερευνητές προτείνουν εμπειρικές σχέσεις από τις οποίες προκύπτουν τα υπόλοιπα στοιχεία σχεδιασμού ως συνάρτηση του φορτίου.
6.1
Γεωλογικοί παράγοντες
Οι σημαντικότεροι γεωλογικοί παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν τον σχεδιασμό μίας ανατίναξης είναι η γενική διάταξη και ο τύπος των ασυνεχειών των πετρώματος, καθώς και η ύπαρξη ζωνών αδυναμίας. Οι παράμετροι αυτές θα πρέπει να καταγράφονται με λεπτομέρεια και να είναι διαθέσιμες κατά τον σχεδιασμό της ανατίναξης. Συγχρόνως είναι απαραίτητη η εμπειρική συλλογή στοιχείων τα οποία δεν είναι εμφανή από την επιφάνεια, αλλά είναι δυνατό να εκτιμηθούν από τον χειριστή του διατρητικού συγκροτήματος κατά τη διάρκεια της διάτρησης. Στη συνέχεια αναφέρονται ενδεικτικά χαρακτηριστικά σημεία που πρέπει να ελέγχονται κατά τη διάτρηση: • Χαμηλός ρυθμός διάτρησης και υψηλός θόρυβος κατά τη διάτρηση συνήθως υποδεικνύουν την ύπαρξη σκληρού σχηματισμού που θα παρουσιάσει δυσκολίες στη θραύση του. • Υψηλός ρυθμός διάτρησης και χαμηλός θόρυβος κατά τη διάτρηση συνήθως υποδεικνύουν την ύπαρξη σχηματισμού χαμηλής συνεκτικότητας, του οποίου ο θρυμματισμός θα είναι σχετικά εύκολος. • Η έλλειψη αντίστασης κατά τη διάτρηση και η έλλειψη θρυμμάτων υποδεικνύουν την ύπαρξη ζώνης κενού (πχ. καρστικού εγκοίλου) ή μία μεγάλη ανοικτή ρωγμή. • Η αλλαγή στο χρώμα και την υφή των θρυμμάτων υποδηλώνουν μία μεταβολή στη φύση και τις ιδιότητες του πετρώματος. Σημαντικές επίσης είναι και ορισμένες ιδιότητες του ακέραιου πετρώματος, όπως είναι η πυκνότητα και η σκληρότητά του, οι οποίες θα πρέπει να προσδιορίζονται στο εργαστήριο.
136
Παράμετροι σχεδιασμού
6.2 Επίδραση της πυκνότητας και σκληρότητας των πετρωμάτων Πετρώματα με υψηλή πυκνότητα (ειδικό βάρος) απαιτούν μεγαλύτερες ποσότητες ή ισχυρότερα εκρηκτικά για τη θραύση τους. Επίσης, η σκληρότητα (hardness) ή η ψαθυρότητα (brittleness) ενός πετρώματος μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τα αποτελέσματα μίας ανατίναξης. Ένα χαλαρό (χαμηλής συνεκτικότητας) πέτρωμα αφήνει περισσότερα περιθώρια για λάθη σε μία ανατίναξη από ότι ένα σκληρότερο πέτρωμα (Dick et al., 1983). Κατά τον σχεδιασμό μίας ανατίναξης συνιστάται να λαμβάνονται υπόψη τα ακόλουθα: • Εάν η ανατίναξη ενός χαλαρού πετρώματος είναι ασθενέστερη από ότι απαιτείται, η φόρτωση του σπασμένου υλικού δεν θα παρουσιάσει σημαντικές δυσκολίες. • Εάν η ανατίναξη ενός χαλαρού πετρώματος είναι ισχυρότερη από ότι απαιτείται, τότε δεν θα δημιουργηθούν έντονες δονήσεις στο έδαφος και ωστικό κύμα στον αέρα και το υλικό δεν θα εκτιναχθεί σε μεγάλη απόσταση. • Εάν η ανατίναξη ενός σκληρού πετρώματος είναι ασθενέστερη από ότι απαιτείται, η φόρτωση του σπασμένου υλικού θα παρουσιάσει σημαντικές δυσκολίες. • εάν η ανατίναξη ενός σκληρού πετρώματος είναι ισχυρότερη από ότι απαιτείται, τότε θα δημιουργηθούν έντονες δονήσεις στο έδαφος και ωστικό κύμα στον αέρα και το υλικό θα εκτιναχθεί σε μεγάλη απόσταση.
6.3 Επίδραση των χαλαρών ζωνών και των κενών Όταν η ύπαρξη ζωνών αδυναμίας σε ένα σχηματισμό όπως τα καρστικά έγκοιλα, οι αργιλικές ενστρώσεις, τα ρήγματα, η παρουσία παλαιοτέρων έργων, κλπ, δεν λαμβάνονται υπόψη στον σχεδιασμό τότε είναι δυνατόν να προκύψουν σημαντικά προβλήματα κατά την ανατίναξη, καθώς η ενέργεια έκρηξης διαδίδεται από την οδό με τη μικρότερη αντίσταση (σχήμα 6.1). Επομένως, η ενέργεια διαδίδεται μέσα από τις ζώνες αδυναμίας με αποτέλεσμα τον ανεπαρκή θρυμματισμό του πετρώματος. Επιπλέον, ανάλογα με τον προσανατολισμό των ασυνεχειών είναι δυνατόν να υπάρχει μεγάλο ποσοστό εκτοξευομένων τεμαχίων (flyrock), καθώς και δημιουργία έντονου ωστικού κύματος στον αέρα.
6.4 Επίδραση των ασυνεχειών
åðéãüìùóç
137
óðçëáßùóç
èüñõâïò, áÝñéåò äïíÞóåéò, èñáýóìáôá
åêñçêôéêÞ óôÞëç
áíïéêôÞ áóõíÝ÷åéá
áñãéëéêü óôñþìá
Σχήμα 6.1: Απώλεια της ενέργειας έκρηξης λόγω ζωνών αδυναμίας (Bhandari, 1997) Για την επιτυχή αντιμετώπιση των ζωνών αδυναμίας θα πρέπει, αφενός μεν η θέση των ζωνών αυτών να προσδιορίζεται με ακρίβεια, αφετέρου δε το διάτρημα να πληρώνεται με αδρανές υλικό αντί με εκρηκτικά (σχήμα 6.2) στα σημεία αυτά. Εάν δεν είναι γνωστές με ακρίβεια οι θέσεις των κενών, οι θέσεις αυτές είναι δυνατόν να προκύψουν από προσεκτική παρακολούθηση του ρυθμού πλήρωσης των διατρημάτων (Dick et al., 1983).
6.4
Επίδραση των ασυνεχειών
Οι ασυνέχειες που χαρακτηρίζουν τους διάφορους γεωλογικούς σχηματισμούς επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τα αποτελέσματα των ανατινάξεων, καθώς επιδρούν τόσο στον θρυμματισμό όσο και στη σταθερότητα των ορίων μίας εκσκαφής. Οι ασυνέχειες χαρακτηρίζονται κυρίως από τις γεωμετρικές τους παραμέτρους, δηλαδή τη διεύθυνση, την απόσταση και τον τύπο τους (ανοικτές, κλειστές, κλπ). Σημειώνεται ότι τα περισσότερα ιζηματογενή πετρώματα χαρακτηρίζονται από τρία συστήματα ασυνεχειών από τα οποία συνήθως το ένα
Παράμετροι σχεδιασμού
138
(á)
(ã)
ðáñÝìâõóìá (ðþìá)
áóõíÝ÷åéá
(â)
áóèåíÝò õëéêü
ðáñÝìâõóìá (ðþìá) åðéãüìùóç åêñçêôéêü Σχήμα 6.2: Πλήρωση ζωνών αδυναμίας με αδρανές υλικό (Dick et al., 1983) μόνο είναι κύριο (Dick et al., 1983). Η δυναμική θραύση του πετρώματος έχει σαν αποτέλεσμα τον διαχωρισμό του σε τμήματα ανάλογα με τα υφιστάμενα συστήματα επιπέδων αδυναμίας και ασυνεχειών. Όταν τα πρίσματα που προκύπτουν από τα συστήματα αυτά χαρακτηρίζονται από οξείες γωνίες, τότε στις περιοχές αυτές αναμένεται υπέρμετρος θρυμματισμός (overbreak) με δυσμενή αποτελέσματα για το μέτωπο της νέας βαθμίδας. Όταν οι αποστάσεις μεταξύ των υφιστάμενων επιπέδων αδυναμίας είναι υπολογίσιμες, τότε η ανάπτυξη και διεύρυνση των ακτινικών ρωγμών που προκύπτουν από κάθε διάτρημα λόγω του κρουστικού παλμού και των αερίων της ωστικής φάσης θα διακοπεί στα υφιστάμενα επίπεδα ασυνεχειών. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τον μέτριο θρυμματισμό την ενδεχόμενη δημιουργία μεγάλων τεμαχών. Στις περιπτώσεις αυτές ενδείκνυται η χρήση περισσότερων διατρημάτων μικρότερης διαμέτρου σε ένα μικρότερο κάνναβο διάτρησης. Τα περιμετρικά διατρήματα μίας ανατίναξης θα πρέπει, όπου είναι δυνατόν, να ευθυγραμμίζονται με τον κύριο σύστημα ασυνεχειών. Σε αντίθετη
Κεφάλαιο 7
Σχεδιασμός επιφανειακών ανατινάξεων Η λύση της συνέχειας του πετρώματος με χρήση εκρηκτικών με στόχο την εξόρυξή του σε επιφανειακά μεταλλευτικά και άλλα τεχνικά έργα περιλαμβάνει βασικά τις φάσεις α) του θρυμματισμού του πετρώματος (στην επιθυμητή κοκκομετρία) και β) της μετακίνησης του πετρώματος από τη φυσική του θέση. Η φόρτωση και αποκομιδή του εξορυγμένου υλικού αποτελούν επόμενες φάσεις του κύκλου της εξόρυξης του πετρώματος. Συνοπτικά, ορύσσονται κατακόρυφα ή κεκλιμένα ή οριζόντια διατρήματα (drilling), τα οποία στη συνέχεια γομώνονται με εκρηκτικά και ανατινάσσονται (blasting). Ο σχεδιασμός των επιφανειακών εξορύξεων πρέπει να χαρακτηρίζεται από: α) την εύκολη εφαρμογή του στην πράξη, β) τη δυνατότητα προσαρμογής του σε μεταβαλλόμενες συνθήκες, και γ) την επίτευξη των καλυτέρων δυνατών αποτελεσμάτων για τις υπάρχουσες συνθήκες (βέλτιστος σχεδιασμός). Ο συνήθης σχεδιασμός εξόρυξης πετρώματος που εκτείνεται σε μέσα ή μεγάλα βάθη (ή ύψη) γίνεται με τη βοήθεια βαθμίδων (πατάρια). Η γεωμετρία των βαθμίδων είναι συνάρτηση της επιθυμητής παραγωγής προκειμένου για μεταλλευτικά ή λατομικά έργα ή του συνολικά απαιτούμενου να εξορυχθεί όγκου προκειμένου για τεχνικά έργα, καθώς και του διαθέσιμου μηχανολογικού εξοπλισμού. To σχήμα 7.1 παρουσιάζει μία τυπική τρισδιάστατη απεικόνιση βαθμίδας, μαζί με την αντίστοιχη κάτοψη. Το σχήμα 7.2 παρουσιάζει τυπικές γεωμετρίες επιφανειακών βαθμίδων, και εκρηκτικών στηλών σε τομή, καθώς και τον αντίστοιχο συμβολισμό. Η γεωμετρία μίας βαθμίδας προσδιορίζεται από το ύψος της (bench height), το πλάτος τους (δηλαδή το διαθέσιμο εύρος στο άνω επίπεδο) και την κλίση του μετώπου (σε μοίρες από το οριζόντιο επίπεδο, όπως πχ. 90o , 80o , κ.ο.κ). 141
142
Επιφανειακές ανατινάξεις
Σχήμα 7.1: Τυπική απεικόνιση βαθμίδας (Σαρρής, 2004) Η εκτόνωση του εκρηκτικού έχει σκοπό να θρυμματίσει το πέτρωμα μεταξύ των διατρημάτων και του μετώπου, ώστε η βαθμίδα να “υποχωρήσει” ορισμένη απόσταση (με αντίστοιχη μείωση του πλάτους της). Το σχήμα 7.3 παρουσιάζει την περιοχή δράσης μίας εκρηκτικής στήλης που έχει μορφή τριγωνικού πρίσματος. Η περιοχή αυτή μπορεί να συγκριθεί με τη γεωμετρία κρατήρα που αντιστοιχεί σε σφαιρική γόμωση. Η ενέργεια που προσφέρεται από τα εκρηκτικά χρησιμοποιείται α) για τον θρυμματισμό και β) τη μετατόπιση του πετρώματος που πρόκειται να εξορυχθεί. Όμως, για τη σωστή διαμόρφωση της νέας βαθμίδας τα εκρηκτικά πρέπει να παρέχουν αρκετή ενέργεια στο κάτω μέρος του διατρήματος για θραύση του πετρώματος σε διάτμηση στο επίπεδο του πατώματος της βαθμίδας. Πολλές φορές για την υποβοήθηση της διαμόρφωσης του χαμηλότερου τμήματος της βαθμίδας χρησιμοποιούνται και οριζόντια διατρήματα (ντούκια), τα οποία ορύσσονται σε κατάλληλες θέσεις. Τα ντούκια πυροδοτούνται πριν από την κύρια ανατίναξη για να χαλαρώσουν το πόδι της βαθμίδας. Η γωνία από το οριζόντιο επίπεδο με την οποία ορύσσονται τα ντούκια είναι κρίσιμη, καθώς σε μέσες γωνίες το ντούκι μπορεί να λειτουργήσει ως πυροβόλο όπλο
143
B S T
T B
B
L
H
ãüìùóç óôÞëçò åíäéÜìåóç åðéãüìùóç
 C
H
D
óåéñÜ ÉÉ
De
J
ãüìùóç ðõèìÝíá
óåéñÜ É
J
áðüóôáóç
åðéãüìùóç ãüìùóç óôÞëçò
öïñôßï
ýøïò âáèìßäáò
ãüìùóç ðõèìÝíá õðïäéÜôñçóç Σχήμα 7.2: Τυπική γεωμετρία βαθμίδας (Bhandari 1997, Jimeno et al., 1995) εκτοξεύοντας πέτρες και την επιγόμωση. Γενικά, οι παράμετροι οι οποίες πρέπει να προσδιορισθούν από τον μηχανικό παραγωγής για τον σχεδιασμό της ανατίναξης μίας επιφανειακής βαθμίδας είναι οι ακόλουθες (Hartman, 1987): • το ύψος βαθμίδας και η κλίση του μετώπου ή πρανούς (σημειώνεται ότι ο προσδιορισμός των παραμέτρων αυτών πρέπει να υπολογίζεται με βάση στοιχεία ευστάθειας πρανών, τον διαθέσιμο μηχανολογικό εξοπλισμό, την κείμενη νομοθεσία, κλπ), • η διάμετρος των διατρημάτων, • η κλίση των διατρημάτων, • το βάθος των διατρημάτων, • το φορτίο κάθε εκρηκτικής στήλης, και
Επιφανειακές ανατινάξεις
144
ýøïò âáèìßäáò
åîïñõóóüìåíï ôñéãùíéêü ðñßóìá
äéÜôñçìá öñýäé âáèìßäáò
äÜðåäï âáèìßäáò Σχήμα 7.3: Περιοχή δράσης εκρηκτικής στήλης • η ποσότητα εκρηκτικού ανά διάτρημα (ή η γραμμική πυκνότητα γόμωσης).
7.1 Προσδιορισμός της διαμέτρου των διατρημάτων Η διάμετρος των διατρημάτων είναι ίσως η βασικότερη επιλογή σε κάθε σχεδιασμό ανατινάξεων. Η διάμετρος των διατρημάτων σε συνδυασμό με τον τύπο του εκρηκτικού και τον τύπου του εξορυσσομένου πετρώματος καθορίζει το φορτίο του κάθε διατρήματος (βλέπε ενότητα 7.6). Οι διάμετροι διατρημάτων που χρησιμοποιούνται στην πράξη σε επιφανειακές εκμεταλλεύσεις κυμαίνονται από 2 έως 17 in (5 έως 43 cm) (Dick et al., 1983). Στην πράξη οι επιλογές περιορίζονται σε μεγάλο βαθμό από τη δυναμικότητα του εγκατεστημένου διατρητικού εξοπλισμού. Από την εμπειρία προκύπτει ότι για τη διάμετρο των διατρημάτων θα πρέπει να ισχύει η ακόλουθη περιοριστική σχέση (Dick et al., 1983): H H ≤d≤ (7.1) 40 20
7.2 Προσδιορισμός του ύψους βαθμίδας
145
όπου: d = η διάμετρος των διατρημάτων (in), H = το ύψος της βαθμίδας (ft). Λίγα διατρήματα με μεγάλη διάμετρο δημιουργούν μεγάλο ποσοστό λεπτομερών αλλά και μεγάλων τεμαχίων, ενώ περισσότερα διατρήματα μικρότερης διαμέτρου δημιουργούν τις προϋποθέσεις για καλύτερη κατανομή των κλασμάτων του θραυσμένου υλικού. Γενικά το μέσο μέγεθος των θραυσμένων τεμαχίων του πετρώματος αυξάνεται καθώς αυξάνεται η διάμετρος του διατρήματος, με συνέπεια την αύξηση του κόστους πρωτογενούς ή δευτερογενούς θραύσης ή/και μεταφοράς, ενώ αντίθετα μειώνεται το κόστος και ο απαιτούμενος χρόνος για την όρυξη (σχήμα 7.4). Ο τύπος και η διάταξη των ασυνεχειών αποτελεί επίσης ένα σημαντικό παράγοντα για την επιλογή της διαμέτρου των διατρημάτων (σχήμα 7.5). Καθώς οι υφιστάμενες ζώνες αδυναμίας ή επίπεδα ασυνέχειας επιτείνουν τη δημιουργία χονδρομερών τεμαχίων, η χρήση μεγάλων διαμέτρων και επομένως μεγάλων αποστάσεων μεταξύ των διατρημάτων, ενισχύει τα φαινόμενα αυτά με συνέπεια τον μη ικανοποιητικό θρυμματισμό του πετρώματος. Συνοψίζοντας, η διάμετρος των διατρημάτων καθορίζεται ανάλογα με: α) τη γεωλογία, β) τον απαιτούμενο βαθμό θρυμματισμού, γ) το ύψος της βαθμίδας, δ) το συνολικό κόστος εξόρυξης και ε) περιβαλλοντικούς ή άλλους περιοριστικούς παράγοντες.
7.2
Προσδιορισμός του ύψους βαθμίδας
Το ύψος της βαθμίδας προσδιορίζεται συνήθως από τις ακόλουθες παραμέτρους: • τις γεωμετρικές διαστάσεις του σχηματισμού που εξορύσσεται, • την ευστάθεια των πρανών της βαθμίδας κάτω από τις δυσμενέστερες συνθήκες, • το μέγεθος του εξοπλισμού που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί, • την εν γένει ασφάλεια του εργοταξίου (προσωπικού και εξοπλισμού). Όταν το συνολικό πάχος του σχηματισμού (υπερκείμενα ή κοίτασμα) δεν είναι δυνατόν να εξορυχθεί σε μία βαθμίδα, τότε καθορίζεται ο αριθμός των διαδοχικών βαθμίδων και τα αντίστοιχα ύψη, σύμφωνα με τα παραπάνω στοιχεία.
εξόρυξη με λίγα διατρήματα μεγάλης διαμέτρου
συνολικό κόστος εκμετάλλευσης
κόστ ο και α ς διάτρη σ νατί ναξη ης ς κόστος φόρτωσης, μεταφοράς και δευτερογενούς θραύσης
εξόρυξη με πολλά διατρήματα μικρής διαμέτρου
Επιφανειακές ανατινάξεις
146
Σχήμα 7.4: Μεταβολή των παραμέτρων εξόρυξης με τη διάμετρο των διατρημάτων (Τσουτρέλης 2001, Dick et al. 1983)
7.3 Διάταξη των διατρημάτων Όταν ο σχεδιασμός μίας επιφανειακής ανατίναξης προβλέπει την όρυξη περισσότερων του ενός διατρημάτων, τότε αυτά διατάσσονται σε κάνναβο σύμφωνα με ορισμένες αρχές. Η διάταξη λαμβάνει κυρίως υπόψη τη γεωμετρία της βαθμίδας, το φορτίο και τη σειρά έναυσης (επιβράδυνση). Στον σχεδιασμό διακρίνονται δύο μεγέθη: τα γεωμετρικά και τα ενεργά. Τα γεωμετρικά ορίζονται με βάση τη γεωμετρία της υπό εξόρυξη επιφάνειας και κυρίως σε περιπτώσεις τετραγωνικών και ορθογωνικών καννάβων, ενώ τα ενεργά ορίζονται με βάση τη διαδικασία ανατίναξης. Έτσι, το γεωμετρικό φορτίο είναι η απόσταση ενός διατρήματος από το μέτωπο ή από την προηγούμενη σειρά διατρημάτων (διατρήματα διατεταγμένα παράλληλα προς το μέτωπο της βαθμίδας). Σειρά διατρημάτων (γεωμετρική σειρά) ορίζεται σαν το σύνολο δύο ή περισσοτέρων διατρημάτων, έτσι ώστε η γραμμή που ενώνει τα κέντρα τους να είναι παράλληλη προς το μέτωπο της βαθμίδας. Γεωμετρική απόσταση διατρημάτων ορίζεται η απόσταση δύο διαδοχικών διατρημάτων στην ίδια σειρά. Τα γεωμετρικά μεγέθη είναι χρήσιμα για τον υπολογισμό των ανατινασσομένων όγκων σε περιπτώσεις κανονικών καννάβων, καθώς και για τη χωροθέτηση των διατρημάτων στη βαθμίδα. Τα μεγέθη που είναι πολύ σημαντικά για τον σχεδιασμό των ανατινάξεων είναι τα ενεργά μεγέθη (ενεργό φορτίο και ενεργή απόσταση διατρημάτων), τα οποία αναπτύσσονται στη συνέχεια (βλέπε ενότητα 7.6). Σημειώνεται ότι στην περίπτωση που γίνεται έναυση σε σειρά το ενεργό