Batu Fragmentasi Prediksi menggunakan Model Kuz-Ram PDF

Preview

Summary

Jurnal Lingkungan dan Ilmu Bumi www.iiste.org ISSN 2224-3216 (Paper) ISSN 2225-0948 (Online) Vol.6, No.5, 2016 Batu Fragmentasi Prediksi menggunakan Model Kuz-Ram Yitro Michael Adebola * Ogbodo David Ajayi Peter Elijah.O Departemen Mineral dan Teknik Perminyakan, Fakultas Teknik, Kogi Politeknik Neg...

Description

Jurnal Lingkungan dan Ilmu Bumi

www.iiste.org

ISSN 2224-3216 (Paper) ISSN 2225-0948 (Online) Vol.6, No.5, 2016

Batu Fragmentasi Prediksi menggunakan Model Kuz-Ram Yitro Michael Adebola *

Ogbodo David Ajayi

Peter Elijah.O

Departemen Mineral dan Teknik Perminyakan, Fakultas Teknik, Kogi Politeknik Negeri, Lokoja, Nigeria * POBox 110, Ido Ekiti, Ekiti State, Nigeria Abstrak Evaluasi fragmentasi tetap diskusi yang pernah penting dalam bahasa pertambangan karena merupakan langkah pertama menuju pemulihan mineral. Berbagai perangkat lunak dan metode memprediksi dan menganalisis hasilnya dari peledakan ada, salah tersebut adalah model Kuz-Ram. Makalah ini mempelajari pengembangan model Kuz-Ram dari awal dan modifikasi yang telah dibuat. Metodologi penggunaannya dan perbedaan yang ada antara hasil prediksi dan hasil aktual yang dihasilkan oleh desain untuk persamaan dan korelasi diperiksa. Prediksi yang dibuat berdasarkan parameter masukan dari tambang batu kapur dan desain ledakan yang bervariasi untuk memprediksi parameter desain baru yang mengurangi rata-rata ukuran fragmen dari 113cm ke 105cm. Hasil ini menunjukkan dorongan signifikan dalam produktivitas operasi berikutnya ketika nilai-nilai taksiran beban dan jarak diadopsi. Diamati bahwa kecenderungan hasil tetap berlaku dalam aplikasi hari ini meskipun ada perbedaan yang signifikan dalam besaran nilai-nilai. Disimpulkan bahwa Kuz-Ram Model tetap layak untuk membuat prediksi fragmentasi dan alat yang berguna untuk pra menilai efek mengoptimalkan parameter tertentu dari desain ledakan.

Kata kunci: analisis fragmentasi, Kuz-Ram Model, Optimasi dan Prediksi 1.0

pengantar

Efisiensi operasi peledakan ditentukan oleh tingkat pencocokan hasil ledakan dan ukuran fragmen yang diperlukan. spesifikasi kebutuhan biasanya diatur oleh peralatan memuat, peralatan mengangkut, dan penting, unit menghancurkan primer. Fragmentasi adalah salah satu konsep yang paling penting dari Teknik Bahan Peledak. Peledakan adalah langkah pertama dari pengurangan ukuran di pertambangan dan diikuti dengan menghancurkan dan menggiling unit operasi. Efisiensi unit operasi ini secara langsung berkaitan dengan distribusi ukuran kotoran tumpukan. (Esen dan Bilgin, 2000). Kazem dan Bahareh (2006) menyatakan bahwa hasil dari operasi peledakan yang baik mengarah ke produktivitas dari tahap berikutnya pertambangan, seperti loading, hauling dan proses menghancurkan.

Jimeno et al, ( 1995) mengamati bahwa hasil dari operasi peledakan ditentukan oleh sejumlah indeks atau parameter, yang baik bisa, dapat dikendalikan atau tidak terkendali. Parameter terkontrol adalah parameter desain ledakan dasar, yang dapat bervariasi untuk menyesuaikan hasil dari operasi, dan ini menghasilkan dekat dengan hasil yang akurat dengan asumsi massa batuan adalah homogen dan tanpa diskontinuitas. Tapi yang tak terkendali adalah sifat yang melekat dari batu, struktur geologi, biasanya ditentukan oleh distribusi fraktur, perlu diperhitungkan dan dimasukkan dalam desain ledakan. Mereka menjelaskan lebih lanjut bahwa untuk keperluan desain ledakan, parameter dikontrol diklasifikasikan dalam kelompok berikut: A- geometris: Diameter, panjang biaya, beban, jarak dll B- fisiko atau yang berkaitan dengan bahan peledak: Jenis bahan peledak, kekuatan, energi , sistem priming, dll C- Waktu: Keterlambatan waktu dan urutan inisiasi.

Metode untuk mengukur distribusi ukuran batu terfragmentasi setelah peledakan dikelompokkan sebagai metode langsung dan tidak langsung. analisis fragmen pengayakan adalah satu-satunya teknik dalam metode langsung. Padahal, teknik yang paling akurat antara lain tapi itu tidak praktis karena mahal dan memakan waktu. Untuk alasan ini, metode tidak langsung, yang metode observasi, empiris dan digital telah dikembangkan (Esen dan Bilgin, 2000). Kanchibotla et al. (1998) menunjukkan bahwa model Kuz-Ram meremehkan kontribusi denda. Kekurangan ini model dapat diatasi dengan memperkenalkan indeks keseragaman kedua untuk menggambarkan distribusi denda, di bawah ukuran rata-rata. Dalam kasus fraksi halus, hipotesis bahwa mereka diproduksi oleh penghancuran atau menghancurkan aksi ledakan di blasthole a. radius zona menghancurkan sekitar satu sama blasthole ditentukan berdasarkan puncak tekanan blasthole dan kekuatan batu. Kojovic et al. (1998) menyatakan bahwa batu di zona hancur diasumsikan benar-benar dilumatkan untuk menghasilkan denda, yang diasumsikan kurang dari 1 mm dalam ukuran. Bagian kasar dari distribusi diprediksi menggunakan indeks keseragaman konvensional berdasarkan parameter desain ledakan yang diusulkan oleh Cunningham (1987) sedangkan bagian halus didasarkan pada persentase diasumsikan ditumbuk sekitar blasthole tersebut.

penulis lain telah mencoba untuk mengembangkan fungsi lain untuk menjembatani kesenjangan ini disebabkan oleh eksponen RossinRammler, dan ini termasuk TCM dan CZM model keduanya dikenal sebagai model JKMRC, fungsi Swebrec, (Ouchterlony, 2005) dalam model KCO.

Membangun model matematika atau empiris yang akan mengakomodasi kedua variabel desain ledakan

110

Jurnal Lingkungan dan Ilmu Bumi

www.iiste.org

ISSN 2224-3216 (Paper) ISSN 2225-0948 (Online) Vol.6, No.5, 2016

(Faktor terkendali) dan juga mengukur atau membagikan nilai-nilai yang pasti untuk efek sifat batuan yang melekat atau faktor tak terkendali pada hasil ledakan rumit. Oleh karena itu model empiris dikembangkan untuk memberikan panduan kasar terhadap prediksi fragmentasi batuan dengan peledakan operasi. Di antara model ini adalah Kuz-Ram, The KCO, SveDeFo, persamaan Larson, Analisis Neural Network dll Akibatnya, penting untuk mempelajari kelangsungan hidup Kuz-Ram Model.

2.0. Ikhtisar Model Kuz-Ram Berbagai pendekatan pemodelan, mulai dari murni empiris untuk model numerik yang ketat telah digunakan untuk memprediksi fragmentasi dari peledakan. Di antara mereka dan yang paling populer adalah model Kuz-Ram yang dikembangkan oleh Cunningham (1983). Dia dimodifikasi persamaan empiris yang Kuznetsov untuk memperkirakan rata-rata ukuran fragmen (x), dan digunakan distribusi Rossin-Rammler untuk menggambarkan seluruh distribusi ukuran. Keseragaman eksponen distribusi Rossin-Rammler diperkirakan sebagai fungsi dari parameter desain ledakan. (Cunningham, 1987). Model Kuz-Ram untuk prediksi batu pertama kali disajikan pada konferensi 1983 di Lulea fragmentasi dengan peledakan. Sejak itu, model telah dievaluasi, diperbaiki dan kemungkinan melampaui kinerja model fragmentasi yang lebih kompleks. Namun, itu adalah model sederhana yang memberikan perkiraan yang wajar dari peledakan hasil fragmentasi dan, itu adalah tiga parameter fragmen model distribusi ukuran, yang terdiri dari: persamaan Kuznetsov ini, persamaan Rossin-Ramlers dan indeks Keseragaman Cunningham. Ketiga persamaan mendefinisikan tiga parameter yang berbeda yang merupakan output prediksi model. Kuznetsov Persamaan

Kuznetsov (1973) mengembangkan persamaan untuk menentukan ukuran fragmen berarti, dinotasikan sebagai (X 50) seperti yang ditunjukkan pada persamaan (1)

50

• 115 • * *• • .8 0 KQAX • REE •

=

0. 633

61

.......... . ..... . ............. .......... . . .................. ..... . .... .......... 1 )(

Dimana, A adalah faktor rock, Q massa peledak telah digunakan dalam kg, K adalah faktor bubuk (biaya tertentu) di kg / m 3 dan REE adalah energi yang efektif relatif dari ledakan, ini diperoleh dengan membagi kekuatan berat mutlak kekuatan peledak digunakan oleh kekuatan berat mutlak ANFO dan mengalikannya dengan 100%. Mean ukuran fragmen pertama diperkirakan untuk memberikan gambaran tentang apa hasilnya akan dihasilkan oleh parameter desain ledakan untuk proses prediksi yang efektif. Rossin-Ramlers Persamaan

Persamaan Rossin-Ramlers untuk persentase kelulusan adalah menentukan dalam persamaan (2a). Hal ini juga penting dalam mencirikan kotoran distribusi ukuran tumpukan (Faramarzi, et al., 2013). • • • • • - 0.693 = 100%- • 100 * e passing *• • •

• • = • eR •

• • •

X meshsize 50 • n

• • ) • .................... . . ........ .......... ..... . .............. .. . ( 2 Sebuah • •

n

-

XXc

• • ........ . . .......... . ........... . ....... .......... .......... ... . ................ ....... . .. .......... ..... . ( b2 ) • •

Di mana R adalah fraksi berat fragmen yang lebih besar dari X, n adalah eksponen keseragaman, Xc adalah ukuran karakteristik dan X adalah ukuran fragmen. % Passing mewakili persentase materi yang akan melewati layar dari ukuran mesh tertentu (X). Indeks Keseragaman Cunningham. Cunningham didirikan penerapan koefisien keseragaman melalui beberapa penyelidikan dengan mempertimbangkan efek dari ledakan geometri, diameter lubang, beban, jarak, panjang lubang dan akurasi pengeboran. Hal ini dapat diestimasi dengan menggunakan persamaan (3) seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

n

• • =2. •

-

•• • • • 0 14• •2 • • DB• • •

.

• • +1 5 •

•• •• ••

0. 5

•• 1 • •

•• • • .......... . . ........ .......... ..... . .............. .......... • • HLBWBS •• •

3 )(

Dimana; B adalah beban (m), S adalah jarak (m), D adalah diameter lubang (mm), W adalah standar deviasi dari akurasi pengeboran (m), L adalah panjang total lubang dibor (m) dan H adalah tinggi bangku (m). Cunningham diusulkan model dalam bentuk yang paling dasar, dimana parameter yang diperlukan untuk prediksi fragmentasi pada dasarnya elemen dikontrol dari desain ledakan. Persamaan set adalah seperti yang dijelaskan dalam persamaan 1 sampai 3, tetapi dengan sedikit perbedaan dalam perhitungan indeks keseragaman, seperti yang ditunjukkan pada persamaan (4).

111

Jurnal Lingkungan dan Ilmu Bumi

www.iiste.org

ISSN 2224-3216 (Paper) ISSN 2225-0948 (Online) Vol.6, No.5, 2016

• • =2. •

n

-

14 2

••• • •1 ••

t

( b • • • * •1 + lm BD d B 2 • •

1)•

• • H

cb

.......... ... . ...... .......... ........ . . .......... ... . (

4)

b

di mana 'B' adalah beban dalam m, 'd' adalah diameter lubang di mm, 'D t 'Adalah standar deviasi dari akurasi pengeboran di

m, sedang b 'Adalah jarak untuk rasio beban,' l cb 'Adalah panjang biaya di atas tingkat kelas di (m) dan' H b 'Adalah tinggi bangku di (m). sedikit modifikasi dilakukan pada persamaan ditetapkan pada tahun 1987, dan set persamaan baru adalah sebagai berikut:

• • =2. •

n

•• • • • 0 14• •2• • DB• • •

.

•• •• ••

• • + •

0. 5

(

• • • LL•abs + 0115 • • .1 • •• •

) - BZBS tb • • •

0. 1

• ............... . ( • PHLL •

• • •

5)

Di mana, 'Lb' adalah panjang Bawah biaya, 'Lt' atas tuduhan panjang, 'P' faktor pola ledakan, Z adalah standar deviasi dari kesalahan pengeboran (m), Gustafsson (1973) menyarankan 3 cm / bor meteran lubang sebagai jumlah diterima untuk pengeboran rusak atau penyimpangan drillhole.

Indeks ini mendefinisikan keseragaman hasil ledakan, yaitu, tingkat keseragaman dalam ukuran mereka. Indeks keseragaman, biasanya, memiliki nilai-nilai 0,6-2,2. Nilai 'n' menentukan bentuk kurva. Nilai dari 0,6 berarti bahwa muckpile adalah non seragam (debu dan batu-batu) sementara nilai 2,2 berarti muckpile seragam dengan mayoritas fragmen dekat dengan rata-rata ukuran (Clark, 1987). Dari ulasan, biasanya diinginkan untuk memiliki fragmentasi seragam (nilai 1 atau lebih besar), sehingga menghindari baik denda yang berlebihan dan fragmen kebesaran di tanah rusak (Sean dan Anton, 2006). Selain versi yang berbeda dari indeks ini dapat ditemukan di beberapa literatur, semua ini membuktikan fakta bahwa tidak ada faktor tunggal dapat merangkum semua variabel dalam desain ledakan.

Cunningham (2005) membuat penyesuaian untuk persamaan menyatakan above.The perubahan besar pada model, bagaimanapun, dikembangkan sebagai hasil dari pengenalan detonator delay elektronik (eds), karena ini telah dengan sabar berubah fragmentasi. Kedua efek waktu ditugaskan dan efek waktu pencar ditampung (Cunningham, 2005). Set persamaan baru termasuk perubahan dalam keseragaman dan berarti persamaan ukuran fragmen, yaitu sebagai berikut:

50

-

=

T

••= s

• •

0.

• • RWS • QK AA X• • •

19 20

18 6

• • •

• + 2• 1 30 2 •

(115 AC) .. . ....................... . ............ 6 )(

••• •• CHLBWBS d B• nn • •1 • •• ••

• • •

0. 3

( n ) .... . ........... . (

7)

Dimana, 'SEBUAH T ' adalah faktor waktu baru diperkenalkan, yang diterapkan untuk Persamaan 6 sebagai pengali, dan sekarang

menggabungkan efek delay interhole pada fragmentasi, 'C (A)' faktor koreksi untuk faktor rock,

'n s ' adalah faktor keseragaman diatur oleh rasio pencar. 'C (n)' adalah faktor koreksi untuk indeks keseragaman. Seperti faktor batu A, hal ini bisa terjadi bahwa indeks keseragaman hanya tidak apa algoritma menyarankan, di mana faktor kasus koreksi C (n) disediakan untuk overlay masukan dan memungkinkan estimasi pengaruh perubahan dari dasar umum. Nilai-nilai parameter terkendali bisa diperbaiki untuk fragmentasi optimal setelah melakukan ledakan uji coba di sebuah tambang dan kuantifikasi fragmentasi menggunakan metode ledakan pasca analisis fragmentasi.

Lilly (1986) “blastability indeks A”, didirikan pada model Kuz Ram (Cunningham, 1983). Dia dibahas bahwa setiap penilaian rock untuk peledakan setidaknya harus memperhitungkan kepadatan, kekuatan mekanik, sifat elastis dan patah tulang. Ia mendefinisikan faktor batuan A menggunakan persamaan (8) seperti yang diberikan di bawah ini

=

0. 06

* (

+ RDI JF +RMD A + HF ) .... ..... .......... ......... . .......... .... . (

8)

Dimana RMD, adalah deskripsi massa, JF adalah faktor bersama, RDI adalah densitas batuan pengaruh dan HF adalah faktor kekerasan. Rincian model dapat ditemukan di Cunningham, (1987). Cunningham (2005) membuat penyesuaian lebih lanjut untuk ini dengan memperkenalkan faktor koreksi, tiba di faktor batu A sebagai bagian penting dari proses, tetapi tidak mungkin untuk memenuhi semua kondisi dalam algoritma sederhana ini. Biasanya, itu adalah segera jelas jika A lebih besar atau lebih kecil dari algoritma menunjukkan, dan, daripada mencoba untuk men-tweak masukan, mungkin kehilangan beberapa masukan yang valid, faktor koreksi C (A) sekarang diperkenalkan. Jika berjalan awal terhadap hasil diketahui menunjukkan bahwa faktor batu perlu diubah, maka C (A) digunakan sebagai pengali untuk

112

Jurnal Lingkungan dan Ilmu Bumi

www.iiste.org

ISSN 2224-3216 (Paper) ISSN 2225-0948 (Online) Vol.6, No.5, 2016

menjembatani kesenjangan dari nilai yang diberikan oleh algoritma ini. Algoritma akhir karena itu diberikan dalam persamaan (9)

=

0.

(06

+

HF RDI + RMD ) *A

( AC) ......... .......... . . (

9)

Faktor koreksi C (A) biasanya akan baik dalam kisaran 0,5-2. (Cunningham, 2005) Q = Massa dari ledakan di lubang ledakan (tidak termasuk sub drill) (kg) dan K = Teknis Powder Factor (tidak termasuk sub drill) (kg / m³)

losive dari K massa =

(exp Q )

rock Volume mengecam

........ . . .......... .......... .. . . ( 10 )

3.0 Pengumpulan Data

Berdasarkan operasi peledakan dilakukan pada Perusahaan Semen obajana, database disiapkan seperti ditunjukkan pada Tabel 1. Dalam database ini, beban (B), jarak (S), diameter lubang (D), tinggi bangku (H), ledakan faktor pola (P), yang berasal panjang (L), panjang muatan bawah (Lb), panjang kolom atau biaya atas (Lt), bubuk faktor (K), energi yang efektif relatif peledak (REE), massa peledak per lubang dan standar deviasi dari kesalahan pengeboran diukur atau dihitung seperti di put parameter untuk model.

4.0

Hasil dan Diskusi

Menggunakan persamaan (1), (5) dan (2): Berarti ukuran fragmen (X 50) = 113,55, indeks keseragaman ( n) = 1,37634 dan% passing = 26,85% masing-masing. Hasil ini adalah prediksi yang dibuat berdasarkan parameter peledakan saat ini digunakan di pertambangan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.

Untuk fragmentasi seragam dan optimal berarti ukuran fragmen, yang terbaik beban dan jarak nilai dari hasil di atas adalah 2,5 dan 6,0 masing-masing. Nilai-nilai ini menghasilkan indeks keseragaman sekitar 1,5, dan akan menghasilkan fragmen rata-rata 105.5cm, yang merupakan peningkatan dari hasil sebelumnya dari 113cm diperoleh dari database saat ini digunakan sebagai desain ledakan di tambang.

Meskipun perbedaan besar dalam besarnya nilai diamati dari hasil akhir dari operasi peledakan dan nilai prediksi untuk ukuran partikel rata-rata, namun tren ukuran fragmen keseluruhan berkurang. Perbedaan besar dalam rata-rata nilai ukuran adalah karena meremehkan bahan halus oleh model Kuz-Ram yang dikatakan dihasilkan oleh mekanisme yang berbeda dalam fisika dari peledakan yang tidak tercakup oleh parameter distribusi ukuran Kuz- Model Ram. Menggunakan versi 2005 dari model Kuz-Ram dimana data yang tersedia, dan faktor-faktor koreksi yang tergabung menghasilkan prediksi yang lebih baik. Sebuah korelasi positif yang besar masih ada di mana beberapa hasil diperiksa bahkan dengan perbedaan yang jelas dalam besaran nilai-nilai.

5.0

kesimpulan

Menjadi model empiris, yang menyimpulkan fragmentasi lebih halus dari input energi yang lebih tinggi, itu lebih tentang bimbingan daripada akurasi. Hasil yang diperoleh tetap menjadi titik awal untuk memberikan gambaran tentang apa yang diharapkan dari penyesuaian desain ledakan yang sudah ada sebelumnya.

Hal ini juga dapat berfungsi sebagai dasar untuk mengevaluasi desain yang berbeda, menyelidiki pengaruh perubahan variabel tertentu dan memprediksi distribusi ukuran yang akan diproduksi oleh desain. Pencantuman prefactors multiplier yang lebih baru diperkenalkan oleh penulis lain juga meningkatkan akurasinya di prediksi.

Selanjutnya, kesederhanaan model dan relatif mudah mengumpulkan data yang dibutuhkan untuk melayani sebagai pakan untuk model tetap menjadi keuntungan utama dari model dan menaruhnya di garis depan model prediksi fragmentasi. Model canggih dan agak akurat lainnya telah berkembang selama bertahun-tahun, tapi menderita ambiguitas. Sebuah gambaran umum hasil dari berbagai desain juga dapat diperiksa dengan menggunakan model sederhana ini. Fungsi yang paling penting dari Kuz-Ram adalah untuk memandu insinyur peledakan dalam memikirkan efek dari berbagai parameter ketika mencoba untuk meningkatkan efek peledakan (Cunningham, 2005).

UCAPAN TERIMA KASIH. Syukur pergi ke Manajemen Perusahaan Semen Obajana untuk memberikan kita izin untuk melaksanakan pekerjaan penelitian ini di situs penggalian mereka dan untuk mempertimbangkan pekerjaan penelitian. Demikian juga staf Mineral dan departemen Petroleum Resources Teknik, Sekolah Teknik, Kogi Politeknik, semua dihargai atas kontribusi mereka.

Referensi Chung, SH dan Katsabanis, PD (2000). “Prediksi Fragmentasi menggunakan ditingkatkan rumus rekayasa.” FRAGBLAST - Int. J .Blast. Pecahan. 4: pp 198-207. Clark, GB (1987). Prinsip Rock Fragmentasi. John Wiley & Sons, New York. pp 2, 432-442.

113