By Mining Corporation Company Limited

7 December 2012

Modernization of explosive products and blasting techniques

• Bulk Emulsion และการเจาะระเบดเหมองหนปน บรษท ปนซเมนตเอเซย จ ากด (มหาชน) จงหวดสระบร • แผนงานเจาะระเบดหน โครงการกอสรางอาคารโรงไฟฟา เขอนปาสกชลสทธ จงหวดลพบร • เทคนคการเจาะระเบดเหมองหนปน (เพออตสาหกรรมกอสราง) บรษท เชยงรายแลนด แอสโซซเอทส จ ากด จงหวดเชยงราย

หวขอ และกรณศกษาทจะน าเสนอ

Bulk Emulsion และการเจาะระเบดเหมองหนปน บรษท ปนซเมนตเอเซย จ ากด (มหาชน) จงหวดสระบร

Ammonium Nitrate Emulsion (Bulk Emulsion) PV EXPLOSIVE (THAILAND) CO., LTD

ขอขอบคณ ทมา : PV EXPLOSIVE(THAILAND) CO., LTD

Process in manufacturing

Mixing

Cooling

Bulk Truck

AN/H2O/heat

Oil/emulsifier

Emulsion structure

Droplets of

Emulsion is only

1-2 micron in size

Each oxidizer is

protected by a thin film of

fuel, about 0.1 micron in thickness

Emulsion Properties : Water -resistance

oxidizer

droplet

(nitrate salts & water)

Each oxidizer droplet is protected by

a thin film of oil/wax

Wax/oil

Emulsifier

Water

resistance

Modern trend

Use of Emulsion Bulk as column charge!

Bulk is transported in truck to quarry

charging

of bulk

directly

into

blasthole

Bulk

emulsion AN

Why use bulk ?

Major reasons:-

1. Blast pattern expansion

Usually expansion is 30% upwards; due to……….

Emulsion Bulk higher in density & energy

Greatest advantage: more rock in a blast

Less drilling

Pattern expansion means less drilling or

more holes to blast with same drilling

8 holes 6 holes

e.g. Saving: (8 x18m) - (6 x 18m) = 2 holes @18m =36 drill meter

and less time, labour, machine operation, diesel, parts wear/tear, explosives

Bulk Emulsion ANFO Burden x Spacing 7.0 เมตร x 10.0 เมตร 6.0 เมตร x 8.0 เมตร

Depth 17 เมตร 17 เมตร

Quantity/Drill Hole 1,190 ลบ.ม. 816 ลบ.ม.

Increase 46%

Powder Factor 0.14 กก./ตน 0.19 กก./ตน

Decrease 26%

ขอขอบคณ ทมา : บรษท ปนซเมนตเอเชย จ ากด (มหาชน)

With truck to pump bulk directly into blast holes,

Need not flush any wet holes

Hose

Water

BULK EMULSION

EMULAN : Nitro Nobel • Emulite > 60% + ANFO = Excellent Water Resistance • Emulite < 60% + ANFO = Good Water Resistance • Emulite < 40% + ANFO = Poor Water Resistance

Complete water-proofing of Emulsion Bulk

ANFO

Needs plastic

sausaging

to water-

proofing

Bulk

completely

water-

proofing

Full

coupling

&

immediate transfer of energy during detonation

de-coupling

effect: Explosive

needs to work

on the surrounding

water first before

getting onto rock

Mechanical charging

ANFO-

manual

Work,

slow

Bulk -

mechanical

Pumping

fast

Less labor intensive!

.. .. ..

การอดระเบดโดย ANFO

การสวมใสอปกรณความปลอดภย

ผลการระเบดโดย ANFO

ผลการระเบดโดย Bulk Emulsion

เปรยบเทยบการใช Bulk Emulsion กบการใชวตถระเบด ANFO

Bulk Emulsion ANFO ขอด • PF นอยกวา (0.14 กก./ตน)

• สามารถขยาย Pattern ไดมากกวา • ลดตนทน และเวลาในการเจาะ • แกปญหาเรองน าในหลม เนองจากม ถ.พ. มากกวาน า (1.1 – 1.3) • กาซทเปนพษนอยกวา (เหมาะส าหรบงานอโมงค เพอลดเวลาสญเสยในการอคอยกลบเขาท างาน)

• ยดหยน และคลองตวในการวางแผนการท างาน • กรณเจาะระเบดในโครงสรางชนหนทมรอยแตกหรอโพรงถ า สามารถแกไขปญหาไดโดยการใชถงอดระเบด

ขอเสย • คาใชจายแพง • ตองใชการวางแผนการท างานทแมนย า • ไมเหมาะสมกบหนทมรอยแตกและโพรงถ ามาก

• PF 0.19 กก./ตน • ป ยละลายน าได • เสยเวลาในการอดระเบด กรณทหลมเจาะมน า เนองจากตองท าการไลน าออกจากหลมเจาะ (ถ.พ. ป ย 0.7 – 0.9)

แผนงานเจาะระเบดหน โครงการกอสรางอาคารโรงไฟฟา เขอนปาสกชลสทธ จงหวดลพบร

การค านวณผลกระทบทเกดจากการระเบด • ความเรวอนภาคสงสด (Critical Peak Velocity) • แรงลมอดอากาศ (Air Blast Overpressure) • หนปลว (Fly Rock Potential)

General Map

General Profile

บรเวณมงานระเบดหน

ชนหนทระบในแบบ

ปรมาณงานระเบดหนตามบญชปรมาณงาน 23,700 ลบ.ม.

DPS-1

DPS-2

DPS-3

DPS-4

DPS-5 DPS-6

DPS-7

การเจาะส ารวจ

N

ผลส ารวจ

รายการ การเจาะส ารวจเดอนธนวาคม 2545 การเจาะส ารวจเดอนมถนายน 2546

หลมเจาะ DP-1 DP-2 DP-3 DP-4 DP-5 DP-6 DP-7

ระดบดนเดม* 23.879 26.376 32.904 31.299 31.977 32.024 32.146

น าใตดน* 20.8 23.3 26.4 - 26.0 25.5 23.6

ระดบพบหน 20.8 22.3 25.9 22.3 23.0 25.0 26.1

คณลกษณะชนหน

เปนหนทรายสภาพผพงปานกลาง คา RQD (Rock Quality Designation) มากกวา 50% ทหลม DP-1 มากกวา 30% ทหลม DP-2 และมากกวา 25% ทหลม DP-3 (พบแนวแตกทหลม DP-3)

เปนหนอคนชนดหน Rhyolite สภาพแตกหก ผพงมาก ทระดบ 14 - 20 ม. รทก. ตอจากนนเปนหนแขง เนอแนน และสด คา RQD นอยกวา 50% ทหลม DP-4 มากกวา 50% ทหลม DP-5 อยระหวาง 20 – 60% ทหลม DP-6 และระหวาง 12 – 50% ทหลม DP-7

การซมน าในชนดน

ผลทดสอบทแรงดนน าคงท 0.99x10-4 – 3.12x10-3 ซม./วนาท

ผลทดสอบทแรงดนน าคงท 1.0x10-7 – 2.0x10-6 ซม./วนาท

การซมน าในชนหน

ทวไปเปน Turbulent flow คาการรวซม 3.9 – 12.2 lugeon ยกเวนหลม DP-3 พบ laminar flow ทระดบ +12.9 รทก. คาการรวซม 0.3 – 0.6 lugeon

Turbulent flow คาการรวซม 4.7 – 50.8 lugeon

*คาระดบมหนวยเปน รทก.

RQD Rock mass quality

<25% very poor

25-50% poor

50-75% fair

75-90% good

90-100% excellent

พนท กอสราง

ต าแหนงตดตงเครองวดความเรวอนภาค และความดงของเสยง

C L

C L

Bifurcation

แปลงทดลอง 5.0x5.0 เมตร

หมายเหต: 1. ต าแหนงทแสดงในรปเปนต าแหนงขณะท า Field

Trial Test ซงอาจมการปรบเปลยนตามความเหมาะสม

2. การท างานระเบดจรงจะลดต าแหนงตดตงอปกรณตรวจวดเหลอ 2 จด

ขอก าหนดความเรวของอนภาค ลกษณะความเสยหาย ความเรวอนภาค

(มลลเมตร/วนาท) No damage < 50 Fine crack 100 Crack 150 Serious Crack 225

ทมา: งานวจยของ Langefors et al. (1958) อางถงใน Pijush Pal Roy, Rock Blasting Effects & Operations, A.A. BALKEMA PUBLISHER, 2005, p. 94

สภาพพนทเดม กอนเรมงาน

สภาพพนทภายหลงจากขดขนหนาดนออกจนถงชนหน

แสดงการเจาะรฝงทอ PVC เพอเปนมานลดแรงสนสะเทอน

บรเวณพนท ทจะท ำกำรระเบด

แสดงตาขายเพอปองกนคลนอดอากาศ และหนปลวใสอาคาร

พนท ทจะท าการระเบด ปดทบโดยแผนเหลก ปองกนหนปลว

รปแบบการเจาะระเบด

1.0 m

4 @ 1.25 m = 5.0 m 1.0 m

Line drilling dia 3” @ 0.625 m

หลมบรรจวตถระเบด และเบอร delay

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

Sub drill = 0.36 m

Bottom charge = 0.1 – 0.2 kg

Column charge = 0.2 – 0.6 kg

Stemming

Trench = 1.5 m

1.0 m 1.0 m

No id note ระยะ

(เมตร)

PPV (มลลเมตร/วนาท) ความถของคา PPV (Hz) อตราเรงสงสด (g) Displacement (มม.) dBL

Trans. Long. Vert. V sum Trans. Long. Vert. Trans. Long. Vert. Trans. Long. Vert.

1 1 aft PL 67.32 - - - - - - - - - - - - - -

2 aft PL 125.45 0.254 0.127 0.127 0.286 73 <100 NA 0.013 0.007 0.066 3E-04 3E-05 3E-05 112

3 aft PL 110.42 0.445 0.191 0.318 0.46 73 5 85 0.02 0.013 0.013 9E-04 3E-05 6E-04 100

4 aft PL 40.23 1.33 1.21 0.953 1.84 57 51 57 0.073 0.046 0.06 0.003 0.003 0.003 125.1

4 1 bef PL 49.36 2.79 2.41 4.57 4.79 51 <100 57 0.093 0.146 0.212 0.01 0.006 0.011 143

2 aft PL 56.78 2.98 1.91 3.11 4.27 43 37 43 0.08 0.053 0.073 0.013 0.007 0.012 112

3 aft PL 128.57 0.127 0.191 0 0.222 47 <100 NA 0.007 0.013 0 3E-05 3E-05 3E-05 114

4 aft PL 124.87 0.889 0.635 1.4 1.51 64 NA 73 0.033 0.06 0.06 0.002 8E-04 0.003 <100

5 1 bef PL 28.14 6.1 3.17 7.11 7.44 73 34 30 0.398 0.199 0.212 0.012 0.022 0.022 143.1

2 aft PL 70.24 0.191 0.064 0.064 0.206 64 NA NA 0.007 0.007 0.007 3E-05 3E-05 3E-05 106

3 aft PL 127.92 0.127 0.127 0 0.175 <100 <100 NA 0.007 0.066 0 3E-05 3E-05 3E-05 115.6

4 aft PL 111.32 0.889 0.381 1.02 1.19 47 57 51 0.027 0.013 0.033 0.003 0.001 0.003 <100

6 1 bef PL 24.99 4.57 6.48 5.46 7.15 64 73 39 0.199 0.318 0.199 0.013 0.015 0.019 143.1

2 aft PL 70.11 7.87 5.08 4.95 8.3 57 47 57 0.292 0.186 0.199 0.023 0.017 0.018 115.6

3 aft PL 124.32 2.35 1.33 0.826 2.68 57 11 57 0.073 0.053 0.033 0.056 0.034 0.011 106

4 aft PL 75.11 2.73 1.59 2.92 3.32 47 NA 43 0.086 0.126 0.08 0.01 0.003 0.012 <100

ผลการตรวจวดการระเบด

หมายเหต – aft PL คอจดวดหลงแถวรเจาะใสทอ PVC เพอลดผลกระทบจากการระเบด - bef PL คอจดวดกอนแถวรเจาะใสทอ PVC

การวเคราะห PPV

0.1

1

10

100

1 10 100 1,000

PP

V (

mm

/s)

Scale distance m/kg0.5

B

W

DKPPV

K = 4719 B = -1.69

K = 15,000 B = -1.69

การวเคราะห dBL

1

10

100

1000

1 10 100 1,000

Air

Bla

st

Ove

rpre

ssu

re (

dB

L)

Scale distance m/kg0.33

C1 = 205; C2 = -43

321 logW

DCCdBL

การเปรยบเทยบ PPV PPV=K(SD)^-1.6)

K b

Field Test 710 -1.69

Highly Confine 605 -1.60

Average 160 -1.60

-

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Measured

Revised Cal.

Avg Cal.

Highly Confine

การเปรยบเทยบ dBL dBL=C1-C2 log(SD)

C1 C2

Original 160 25

Revised 205 43

-

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Measured

Revised Cal.

Original Cal.

แผนงานเจาะระเบดหน โครงการกอสรางอาคารโรงไฟฟา เขอนปาสกชลสทธ จงหวดลพบร

บทสรปจากผลการตดตามตรวจสอบการระเบด • การไฟฟาฯ และกรมชล ผวาจาง เชอมนในมานกรองคลน • อนญาตใหเพมปรมาณวตถระเบดเพอเพมประสทธภาพ การระเบด โดยใชคาคงทตามทเสนอ

เทคนคการเจาะระเบดเหมองหนปน บรษท เชยงรายแลนด แอสโซซเอทส จ ากด จงหวดเชยงราย

• การเจาะระเบดในพนททมน าขง / หลมเจาะ มน า โดยการใชทอ PVC และการใชถงอดระเบด

พนทท าการเจาะระเบด

พนทท าการเจาะระเบดเพอพฒนาขมเหมอง (Sump)

จากรปลกษณะพนทหนาเจาะ ไมม Bench ตองท าการเจาะไลกาน เพอกดพนทใหไดระดบทตองการ เพอทจะท าพนทบอสบน า

ลษณะของพนทหนาเจาะมน าทวมขง เตมรเจาะ ตองการความแมนย า และหวงผลตอการระเบดมาก

ลกษณะโดยทวไปของพนท

ใชในรเจาะทมน ามาก สวนมากใชในหนางานเจาะระเบด เพอตองการตงหนา Bench ใหได ตองการความแมนย าในการระเบดเพอหวงผลในการกดตงหนา Bench

วธการอดระเบดแบบใชทอ PVC

Burden B = ((SGe/SGr) + 1.5) X De (Atlas Powder Company 1987)

B = ระยะจากรระเบดแถวแรกหรอรทระเบดแรกสดถงหนาผา : ฟต

SGe = ความถวงจ าเพาะของวตถระเบด

SGr = ความถวงจ าเพาะของหน

De = ขนาดเสนผาศนยกลางของรระเบด (นว) จะไดคา Burden = 5.6~6 ฟต หรอเทากบ 1.8 เมตร ***เปนระยะ Burden ของรแรกสดถงหนาผา ลกษณะของ Burden ทใชในระหวางแถวนน แตละสตรคอนขางมคาใกลเคยงกนคอ ประมาณ 2.5 ถง 3 เมตร

หรอ หากตองการ Burden ในการค านวณงายๆ คอ B = d (นว)(Swedish Practice) ซง Burden จะเทากบรเจาะ 3 (เมตร) = 3 (นว)

รายการค านวณ Pattern ในการเจาะระเบด

Spacing ระยะระหวางแถว (Spacing) คอระยะทวดระหวาง รเจาะตอรเจาะ วดตงฉากกบระยะ Burden คา Spacing มความสมพนธ กบคา Burden คอมขนาด 1-1.8 เทาของ Burden หรอเขยนเปนสตรไดดงน ดงน

S = (1.0-1.8 ) X (B)

เมอ : S = ระยะระหวางแถว(ฟต)

B = ระยะระหวางหนาผาถงรเจาะระเบดแถวแรก (ฟต)

จะไดคา Spacing = 6 ฟตหรอเทากบ 1.8 เมตร

Stemming ระยะการปดปากรระเบด ทเหมาะสมควรมคา ระหวาง 0.7-1.3 เทา ของระยะจากหนาผาถงรระเบดแถวแรก (burden distance) หรออาจเขยนเปนสมการพนฐานไดดงน

T = (0.7-1.3) B

T = ระยะในการปดปากรระเบด (ฟต)

B = ระยะจากหนาผาถงรระเบดแถวแรก (ฟต)

จะไดคา Stemming =3.92 ฟตหรอเทากบ 1.2 เมตร

J = 0.3 x B

J = ระยะของ Subdrill จะไดเทากบ 0.5 เมตร

ระยะจากการค านวณ (เมตร)

ระยะใชจรง (เมตร)

Burden รแรกสดถงหนาผา

1.80 1.00 ~ 1.50

Burdenระหวางแถว 1.80 ~ 3.00 2.20

Spacing 1.80~ 3.00 2.20

Stemming 1.20 1.20~1.50

Subdrilling 0.54 0.50

*** หมายเหต ระยะอาจมการเปล ยนแปลงตามความเหมาะสมกบสภาพพ นท ก าหนดระเบด

การค านวณหาคา ปรมาณวตถระเบดทจะใชตอรเจาะ ทตองการกดเพอเปดหนา Bench

คา Powder Factor ทใชโดยทวไปแลวจะอยท 0.15 -1.50 กก./ลบ.เมตร

ก าหนดคา PF ทใชทเพยงพอตอการระเบดเทากบ 0.30 กก./ลบ.เมตร จากสภาพหนางานในการเจาะระเบด

Burden =2.20 เมตร Spacing = 2.20 เมตร Density ของหนก าหนดท 2.2 H ความลกของรเจาะ = 5.50 เมตร

- เมอก าหนด PF =0.3 แลว จะสามารถค านวณหาปรมาณวตถระเบดทใช ซงจะเทากบ 7.99 กก. ตอ 1 รเจาะ

- ปรมาณ PRIMER ทใช จะตองเพยงพอตอการกระตนป ย โดยใชอย 2-5% ของป ย การใชนอยไปจะท าใหผลการระเบดออกมาไมดนก สวนมากจากสภาพหนางานจะใชดนระเบดประมาณ 0.75 ~ 1.0 กก. ตอความยาวรเจาะ 5.50 ~ 6.0 เมตร

ลกษณะการระเบด และการกดเพอเปดหนา Bench ใกลบรเวณทมน าขงโดยใชทอ

ลกษณะหนางาน รเจาะ 5.5 ถง 6 เมตร ขนาดรเจาะ 3 นว Burden 2.2 เมตร, Spacing 2.2 เมตร ลกษณะของทอ ยาว 4 เมตร เสนผานศนยกลาง 3 นว จะไดปรมาตร 18,000 ลบ.เซนตเมตร หากความถวงจ าเพาะของ ANFO =0.8 กรม/ลบ.เซนตเมตร o ในทอสามารถใสป ยไดถง 14 กโลกรม แตหากปดหวดวยกระสอบป ยและดนเหนยว จะสามารถใสป ยไดเพยง 10 ถง 13 กโลกรม ตอ 1 ทอ

o หากคดใส Primer เขาไป 2 แทง หรอ 1 กโลกรม เนองจากดนระเบดเปนแทงยาวท าใหสามารถกรอกป ยลดลงเหลอประมาณ 9 ~ 10 กโลกรมตอแทง

เพราะฉะนนคา PF ทไดจากการระเบดแบบใชทอจะไดเทากบ 0.33 ถง 0.4 กก./ลบ.ม. ซงเพยงพอจากการทไดวางแผนไวท PF 0.3 กก./ลบ.ม.

รายละเอยดในการใชทอ PVC ในงานระเบด

วธการอดระเบดแบบใชทอ

ผลการระเบด

การอดระเบดแบบใชถง สวนมากจะใชในบรเวณทมการเปดหนา Bench เรยบรอยแลว และใชในการอดระเบดในรเจาะทมน า

และในสวนการระเบดทตองการคมเกยวกบคา PF หนปลว บรเวณใกลแหลงชมชน

ลกษณะพนทการระเบด 9-11-55

วธการอดระเบดแบบใชถง วดขนาดความลกของรเจาะ ปรกตประมาณ 5.50-5.80 เมตร หนาเจาะ Bench สง 5 เมตร Burden 2.5 ถง 3 เมตร Spacing 2.5 ถง 3 เมตร ตดถงขนาดเสนผานศนยกลาง 3 นวครงยาว 5 เมตร หากคด stemming 1.5 เมตร(มดหวทาย)จะสามารถใสป ยไดเพยง 9.3-9.5 kg. ตอถง คา PF ทไดจะเทากบ 0.22 กโลกรมตอลกบาศกเมตรหากตดถงใหสนกวานอาจจะท าใหผลการระเบดออกมาไมดพอ (คา PF จะต าลง)

วธการอดระเบดแบบใชถง

การเตรยม Primer

การเตรยมถงอดระเบด

การบรรจ ANFO ลงในถงอดระเบด

การมดปากถง

การใสถงอดระเบดลงหลมเจาะ

ตารางเปรยบเทยบการอดระเบดแบบใชทอ และการอดระเบดแบบใชถง

การอดระเบดแบบใชทอ การอดระเบดแบบใชถง ขอด • สามารถปองกนน าซม เขาส ANFO ได

• ปองกนการฉกขาดจากคมของหนทอยในรเจาะระเบด • อดระเบดงายกวา รวดเรวกวา • สามารถควบคม หรอหวงผลในการระเบดไดคอนขางแมนย า

• ปองกนน าเขาส ANFO ไดสวนหนง • ประหยดกวาการอดระเบดแบบใชทอ

ขอเสย • คาใชจายแพง • น าอาจรวซมเขาส ANFO ได หากเกดถงรว หรอโดนหนบาดในรเจาะ • การอดระเบดลาชาในชวงกระบวนการอดป ยใสถง และหากรเจาะเกดตน หรอมดนเหนยวท าใหเกดความลาชาในการอดระเบดมากยงขน