Improvement of Fragmentation by Blasting - Investigation of the influence of delay-times on the crack development in the surrounding rock, the characteristics of the blasted bench face and the fragmentation of the further rows

Titel in Übersetzung: Untersuchung des Einflusses der Verzögerung von einzelnen Bohrlöchern auf die Rissausbreitung ins anstehende Gebirge, die Beschaffenheit der entstehenden Bruchwand und die Zerkleinerung der nachfolgenden Reihen

Peter Schimek

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Die vorliegende Dissertation fasst die Ergebnisse von 27 Sprengversuchen im Kleinmaßstab zusammen, welche zwischen 2011 und 2014 in der sprengtechnischen Versuchsanlage der Montanuniversität Leoben durchgeführt wurden. Ziel der Dissertation war die Untersuchung des Einflusses der Verzögerung von einzelnen Bohrlöchern einer Reihe auf die Rauigkeit der neu geschaffenen Bruchwandoberfläche sowie auf die ins anstehende Gebirge eingetragenen Risse, da diese die Zerkleinerung der weiteren Reihen maßgeblich beeinflussen. Die Betonblöcke für die Sprengversuche wurden aus Beton mit Magnetit-Partikeln hergestellt. Diese hatten in etwa den Maßstab von 1:100 zu normalen Tagebausprengungen und waren in einem Auflagerblock seitlich sowie hinten eingespannt. Daher war die Wellenausbreitung ins anstehende Gebirge vergleichbar mit normalen Tagebausprengungen. Die Betonblöcke wurden mit drei bzw. vier Reihen mit jeweils 5 Bohrlöchern hergestellt, wobei die erste Reihe in ungeschädigtem Material sowie die weiteren Reihen in bereits vorgeschädigtem Material aufgrund der vorangehenden Sprengungen gezündet wurden. Die untersuchten Kombinationen der Verzögerung waren 0, 28, 73 und 140 µs und entsprachen somit 0, 0.4, 1.0 und 2.0 ms/m Vorgabe. Die Auswertung der Materialeigenschaften ergab, dass der verwendete Magnetit-Beton die Inhomogenität von Gestein weitestgehend ausschließt. Allerdings wurden unerwartete Unterschiede in den Materialeigenschaften der verschiedenen Produktionszyklen festgestellt. Die Rauigkeit der gesprengten Bruchwand wurde nach jeder Sprengung anhand des Verlaufs von drei horizontalen Konturlinien aus dem 3D-Modell der Bruchwand bewertet. Die untersuchten Verzögerungskombinationen der ungeschädigten ersten sowie bereits vorgeschädigten zweiten Reihen erzeugten mehr unregelmäßigen Rückriss für längere Verzögerungen zwischen den Bohrlöchern. Die Sprengversuche in der dritten Reihe resultierten in homogener ausgebildeten Oberflächen, unabhängig von der gewählten Verzögerung. Die sichtbaren Risse an der Oberfläche der Testblöcke wurden dokumentiert und in verschiedene Rissfamilien gemäß deren Winkel, Länge sowie Ursprung eingeteilt. Der verbleibende Testblock wurde nach der letzten gesprengten Reihe aus dem Auflagerblock herausgebrochen und in mehrere verschiedene horizontale sowie vertikale Scheiben geschnitten. Auf den Schnittoberflächen wurden die erzeugten Risse mittels Farbeindringmittel visualisiert und ebenfalls in Rissfamilien klassifiziert. Einige der detektierten Rissfamilien zeigten Abhängigkeiten von den gewählten Zeitverzögerungen wobei längere Verzögerungen mehr Schädigung hervorriefen. Die Ergebnisse der Zerkleinerung wurden mit der 3-parametrigen Swebrec-Funktion sehr gut beschrieben. Die Zerkleinerung zeigte sich abhängig von der Vorschädigung wobei Sprengungen in der zweiten sowie dritten Reihe jeweils feineres Material als in den vorangegangenen Sprengungen produzierten. Mit Ausnahme der simultan initiierten Sprengung (0 µs Verzögerung) zeigte die kürzeste Verzögerung die gröbste Zerkleinerung während das feinste Material durch die längste Verzögerung erzeugt wurde.
Titel in ÜbersetzungUntersuchung des Einflusses der Verzögerung von einzelnen Bohrlöchern auf die Rissausbreitung ins anstehende Gebirge, die Beschaffenheit der entstehenden Bruchwand und die Zerkleinerung der nachfolgenden Reihen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Ouchterlony, Finn, Beurteiler A (intern)
  • Schunnesson, Håkan, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2015

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

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