Blasting plays an important and active role in mining and rock engineering. At the same time, however, blasting may cause negative effects on mining safety and environment. For example, blasting usually induces dynamic rock fracture in and near the surface of a drift in underground mines as the surface is close to explosive charge. The most typical example of such a dynamic rock fracture is the back break and brow damage in sublevel caving mining, as shown in Fig. 1 [1] that indicates a church-shape roof formed by the back break and brow damage due to blasting (also due to the orientation of rock mass discontinuities and stress redistribution). Fig. 2 shows a serious dynamic rock fracture consisting of back break and brow damage, mainly because of incorrect detonator placement, where the right part of the figure shows the stress distribution as one portion of explosive charge in the blasthole is detonated. Both back break and brow damage endanger field work such as charging and loading operations. Accordingly, some investigations on the back break and brow damage in sublevel caving mining have been made and corresponding measures for reducing them been studied [1,2]. However, note that the dynamic fracture in back break and brow damage is usually very close to blast sources, meaning that the dynamic loads on rock due to blasting are very strong. Therefore, such a dynamic rock fracture is relatively easy to understand

مقدمه

انفجار نقش مهمی در حفاری و مهندسی سنگ دارد، با این وجود ممکن است تاثیرات منفی بر ایمنی حفاری و محیط زیست داشته باشد. برای مثال انفجار معمولا باعث شکست دینامیکی سنگ ها در داخل یا نزدیک به سطح گذرگاه ها در معادن زیرزمینی می ­شود چرا که سطوح نزدیک به مواد منفجره هستند. معمول­ ترین نمونه­ های شکست های دینامیکی شکست هایی است که در تکیه ­گاه پشتی و دماغه صخره بر اثر حفاری اتفاق می­ افتد که نمونه آن در شکل 1 به صورت معبر کلیسایی شکل به دلیل شکست در تکیه­ گاه پشتی و آسیب به دماغه صخره و همچنین به دلیل موقعیت توده سنگ، ناپیوستگی و توزیع فشار صورت گرفته است. شکل 2 شکست شدید دینامیکی را که به دلیل شکست تکیه­ گاه پشتی و آسیب به دماغه صخره با جاگیری اشتباه مواد منفجره صورت گرفته نشان می­ دهد. قسمت راست شکل چگونگی توزیع فشار برای بخشی از مواد منفجره که در حفره منفجر شده را نشان می ­دهد. هر دو نوع شکست تکیه­ گاه پشتی و آسیب به دماغه عملیات شارژ و بارگذاری در سطح را با مشکل مواجه می ­کند. به همین دلیل تحقیقات و اقداماتی برای کاهش شکست و آسیب ­های ذکر شده در حفاری زیرسطحی انجام گرفته است (1و2). توجه داشته باشید که شکست های دینامیکی در تکیه­ گاه پشتی و آسیب به دماغه سنگ معمولا نزدیک به مواد منفجره اتفاق می ­افتد. این بدین معناست که میزان جریان دینامیکی بر روی صخره بر اثر انفجار بسیار قوی بوده است. بنابراین ایجاد چنین شکست هایی بر روی صخره به راحتی امکان­پذیر است...