Effect of blast-induced vibrations on ore dilution due to fill failure

Muhammad Zaka Emad, Hani Mitri, Cecile Kelly

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: T3B - Mining

ABSTRACT: Open stoping mining method with delayed backfill is employed for mining steeply dipping tabular ore deposits. Mine planners attempt to maximize ore recovery by adopting pillar-less mining. This however often results in ore dilution due to stope wall caving/ sloughage and fill column failure into open stopes. It has been proposed that ore dilution can be reduced if the blast energy is optimized for minimum damage to the stope surroundings. Several authors reported that the consideration of blast vibrations on backfill and stope walls is crucial for effective stope design with minimum dilution. In this study, it is shown that blast vibration can actually be characterized with numerical modelling, together with mine geometry, in situ stresses and rock mass properties. The vertical crater retreat mining method is very common for extraction of secondary stopes in Canadian underground metal mines. A FLAC3D dynamic numerical model has been developed for a typical layout of a secondary stope that is being mined next to a previously mined and backfilled primary stope. This paper presents the results of a case study of typical Canadian mining conditions, which show that the blast induced loading could have an effect on exposed backfill. The results of blast loading using vertical crater retreat mining method have also been examined.

RÉSUMÉ: La methode de chantiers ouverts avec remblayage retardé est utilisée pour l'abattage de gisements tabulaires à fort pendage. Les planificateurs miniers cherchent à maximiser la récupération du minerai en ne laissant aucun pilier. Cependant, il s'ensuit qu'il y ait dilution du minerai en raison de l'affaisement des murs du chantier ou bien l'affaisement de remblai dans le chantier ouvert. Il a été proposé que la dilution du minerai peut être réduite si l'énergie du tir est optimisée pour minimiser les dégâts à l'environnement du chantier. Plusieurs auteurs ont indiqué que le contrôle des vibrations de tir sur les murs de remblai et de chantier est crucial pour la conception d'un chantier efficace avec une dilution minimale. Dans cette étude, il est démontré que les vibrations de tir peuvent effectivement être caractérisés et modélisés numériquement avec la géométrie de la mine, les contraintes in situ et les propriétés du massif rocheux. La méthode VCR (Vertical Crater Retreat) est très commune dans les mines souterraines canadiennes pour l'abattage des chantiers secondaires. Un modèle dynamique numérique FLAC3D a été développé pour une configuration typique d'un chantier secondaire qui est exploité à côté d'un chantier primaire préalablement extrait et remblayé. Cet article présente les résultats d'une étude de cas basé sur des conditions habituelles d'exploitation minière canadienne, qui montre que le chargement induit par le tir pourrait avoir un effet sur le remblai exposé. Les résultats de chargement induit du à l'abbatage VCR ont également été examinés.

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