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Using Small-scale Blast Tests and Numerical Modelling to Trace the Origin of Fines Generated in Blasting

机译：使用小规模爆破试验和数值建模来跟踪爆破中产生的细屑的来源

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摘要

Waste fines from rock breakage often negatively influence economics and environment. The Austrian Science Fund (FWF) sponsors a project to investigate the cause of the fines by studying blast fragmentation throughout small-scale blast tests and numerical simulations. The tests include blast-loading confined granite and mortar cylinders by detonating cord with 6, 12, and 20 g/m of PETN. The blast-driven dynamic cracking at the end face of the cylinder opposite to the initiation point is filmed with a high-speed camera. The filming is followed up by an analysis of surface and internal crack systems and sieving of the blasted cylinders to quantify the amount of fine material created. The numerical simulations cover the blast fragmentation of a mortar cylinder. These simulations use Finite and Discrete Element Methods (FEM, DEM) with explicit time integration. The model cylinders are loaded by a pressure evolution acting on the borehole wall. Both methods produce realistic crack patterns, consisting of through-going radial cracks with crack intersections around a crushed zone at the borehole. Furthermore, the DEM models have also yielded realistic fragment size distributions (FSD). The paper covers the present progress of the ongoing project and related future work.
机译：岩石破碎产生的废料往往会对经济和环境产生负面影响。奥地利科学基金（FWF）赞助了一个项目，通过在整个小型爆炸试验和数值模拟中研究爆炸碎片来调查罚款原因。测试包括通过用6、12和20μg/ m的PETN爆破帘线来爆炸加载受限的花岗岩和砂浆圆柱体。圆柱体与起始点相对的端面上的爆炸驱动的动态裂纹是用高速相机拍摄的。拍摄结束后，对表面和内部裂纹系统进行分析，并对喷砂缸进行筛分，以量化所产生的细料量。数值模拟涵盖了砂浆瓶的爆炸碎片。这些模拟使用有限时间和离散元素方法（FEM，DEM）进行显式时间积分。通过作用在钻孔壁上的压力变化来加载模型气缸。两种方法均会产生逼真的裂缝模式，其中包括贯穿的径向裂缝以及在钻孔处破碎区周围的裂缝相交处。此外，DEM模型还产生了实际的片段大小分布（FSD）。本文涵盖了正在进行的项目的当前进展以及相关的未来工作。

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