par les tirs de mines en carrière

Transcription

1 Faculté Polytechnique de Mons L apport du détonateur d électronique sur les vibrations générées g par les tirs de mines en carriè En collaboration avec Nobel Explosif Belgique Travail de fin d éd études Service de Génie Minier Promoteur : Pr. J-P. K. Tshibangu LEFEBVRE Edwige Juin 2006 L apport du détonateur d électronique sur les vibrations générées g par les tirs de mines en carriè I. Introduction : Qualité d un tir II. Démarche de travail III. Résultats expérimentaux 1. Influence du délai sur les vibrations 2. Atténuation des vibrations avec la distance 3. Signaux unitais obtenus IV.Conclusions 1

2 I. Introduction II. Démarche Qualité Qualité d un tir en carriè carriè Tir d abattage à l explosif Paramèts maîtrisables : Orientation et géométrie du tir Natu et quantité d explosifs Dispositifs et sé séquences d d amorç amorçage (dé (délai) Résultats de tir : Blocométrie peu dispersée Étalement du tas adapté aux engins de chargement Des nuisances environnementales minimes (vibrations) I. Introduction II. Démarche Le dé détonateur électronique 1. Description et principe Énergie nécessai à l ignition stockée dans un condensateur Retard électronique Toujours associé à sa console 2. Avantages inconvénients Précision des tards Sécurité de mise en œuv Programmation des tards sur site par pas de 1 ms Coût unitai plus élevé 2

3 L apport du détonateur d électronique sur les vibrations générées g par les tirs de mines en carriè I. Introduction : Qualité d un tir II. Démarche de travail III. Résultats expérimentaux 1. Influence du délai sur les vibrations 2. Atténuation des vibrations avec la distance 3. Signaux unitais obtenus IV.Conclusions I. Introduction II. Démarche D 1. Analyse des vibrations Objectifs du travail Influence du délaid : pour mieux exploiter les possibilités qu off le détonateur électronique Influence de la distance : pour maîtriser les nuisances induites à proximité des tirs 2. Extraction d un signal unitai pour la modélisation des vibrations Déconvolution de signaux latifs à des tirs multiples Approche moins contraignante pour le carrier 3

4 I. Introduction II. Démarche D 1. Description des essais Expérimentation en carriè 7 tirs ont été réalisés dans les carriès de la S.C.T. : Paramèts contrôlés : Bourrage Orientation Géométrie de tir ANFO Chargement type Délais : 24, 18, 15, 12 et 10 ms Tirs monorangs et à deux lignes ALUFO Charge amorce I. Introduction II. Démarche D Expérimentation en carriè Amorçages centraux et séquences alternées : Diminution de la durée du tir Pas de risque de désensibilisation dynamique des émulsions explosives 10 ms 20 ms 160 4

5 I. Introduction II. Dé Démarche Expé Expérimentation en carriè carriè 2. Implantation des essais Carriè de Gaurain-Ramecroix 50 m 5 tirs dans une même zone : Homogénéité chimique et structurale Gisement sain et peu faillé 50 m Carriè du Milieu 2 tirs à diffénts endroits Fracturation plus intense I. Introduction II. Dé Démarche Expé Expérimentation en carriè carriè 3. Protocole de mesus Riv. 1 Contrôle de la géométrie des tirs Riv. 2 Profondeur des fourneaux : décamèt NM300 Maille de forage : décamèt 200 m Tir à 24 ms à la Carriè du N Milieu Riv. 3 Profil denlb banquette : LaserAce 200 m M Mesus de vibrations GéophonesB Sismographes NB300 Contrôle visuel du tir Géophones Sismographes Riverains 5

6 I. Introduction II. Démarche D 1. Analyse des vibrations Traitement des mesus Signaux tempols PPV (vitesses particulais maximales) Transformées de Fourier (FFT) Associer un spect de fréquence à un signal non périodique Intégrales des FFT Fréquences dominantes Contenus fréquentiels Courbes dictement comparables aux normes I. Introduction II. Démarche D Traitement des mesus Norme DIN Vitesse particulai (mm/s) 10 Bâtiments industriels Habitations Monuments et constructions fragiles Fréquence (Hz) 6

7 I. Introduction II. Démarche D Traitement des mesus 2. Extraction d un d signal unitai : déconvolution d des signaux FFT FFT FFT -1 L apport du détonateur d électronique sur les vibrations générées g par les tirs de mines en carriè I. Introduction : Qualité d un tir II. Démarche de travail III. Résultats expérimentaux 1. Influence du délai sur les vibrations 2. Atténuation des vibrations avec la distance 3. Signaux unitais obtenus IV.Conclusions 7

8 I. Introduction II. Démarche de travail III. Résultats R expérimentaux IV. Conclusion Influence du délai d sur les vibrations 1. Vitesses particulais maximales (PPV) Evolution des PPV avec le délai - ondes longitudinales PPV (mm/s) délai (ms) M B NLB NM300 NB300 Riv. 3 Riv. 1 Riv. 2 I. Introduction II. Démarche de travail III. Résultats R expérimentaux IV. Conclusion Evolution des fréquences dominantes avec le délai - ondes longitudinales fréquence dominante (Hz) ) Influence du délai d sur les vibrations 2. Fréquences dominantes 1000 f mes 2τ R 2 = 0, f th = τ R 2 = 0,9822 R 2 = 0, délai (ms) M B NLB NM300 NB300 Riv. 3 Riv. 1 Riv. 2 f théorique - délai absolu f théorique - délai effectif 8

9 I. Introduction II. Démarche de travail III. Résultats R expérimentaux IV. Conclusion Influence du délai d sur les vibrations Vp 3. En champ lointain (mm/s) 10 ms champ Riv.1 proche lointain Composantes Composantes longitudinales verticales PPV : constantes quel que soit le délai Vp Fréquences dominantes : très faibles et constantes Prédominance des ondes de surface 4. Délai optimal (mm/s) 15 ms champ Riv.1 lointain proche Fréquences plus élevées en champ proche Contenu en basses fréquences moins chargé 30 Délai optimal pour le pmier site : 15 ms 60 f (Hz) f (Hz) I. Introduction II. Démarche de travail III. Résultats R expérimentaux IV. Conclusion Atténuation des vibrations avec la distance Selon deux dictions perpendiculais Tirs à la carriè de Gaurain-Ramecroix : 18 ms champ proche 18 ms champ moyen Pas de diffénce significative Hypothèse d homogd homogénéité a priori vérifiv rifiée Tendances générales Diminution des amplitudes Disparition des hautes fréquences Modification de l allu du signal V p (mm/s) t(ms) Nécessité d étudier les mécanismes m de propagation des ondes et de leurs interactions t(ms) 9

10 I. Introduction II. Démarche de travail III. Résultats R expérimentaux IV. Conclusion Signaux unitais obtenus Signaux caractérisant le champ moyen Allu semblable pour un même tir Composantes parasites V p (mm/s) 10 ms 12 ms V p (mm/s) t(ms) t(ms) Signaux diffénts d un signal latif à une charge unitai I. Introduction II. Démarche Conclusions Influence du délai sur les vibrations en champ proche : PPV : aucune corrélation observée Fréquences dominantes : inversement proportionnelles En champ lointain : prédominance des ondes de surface Délai optimal déduit de l observation des intégrales des FFT Atténuation des vibrations avec la distance Disparition des hautes fréquences et modification des allus Signaux unitais issus de la déconvolution Pas dictement exploitables pour la modélisation 10

11 I. Introduction II. Démarche Perspectives Analyse des vibrations Décomposer les signaux pour examiner les difféntes composantes synchroniser les capteurs Caractériser les mécanismes d interfénce des ondes latives aux difféntes charges S intésser à la distance ent charges Déconvolution des signaux Fonction peigne plus réaliste (atténuation des amplitudes) Intégr la distance tir-capteur à la méthode L analyse des vibrations est une approche parmi d auts pour caractériser l apport du détonateur électronique. Faculté Polytechnique de Mons L apport du détonateur d électronique sur les vibrations générées g par les tirs de mines en carriè En collaboration avec Nobel Explosif Belgique Travail de fin d éd études Service de Génie Minier Promoteur : Pr. J-P. K. Tshibangu LEFEBVRE Edwige Juin