Blast design using measurement while drilling parameters

Measurement while drilling (MWD) techniques can provide a useful tool to aid drill and blast engineers in open cut mining. By avoiding time consuming tasks such as scan-lines and rock sample collection for laboratory tests, MWD techniques can not only save time but also improve the reliability of the blast design by providing the drill and blast engineer with the information specially tailored for use. While most mines use a standard blast pattern and charge per blasthole, based on a single rock factor for the entire bench or blast region, information derived from the MWD parameters can improve the blast design by providing more accurate rock properties for each individual blasthole. From this, decisions can be made on the most appropriate type and amount of explosive charge to place in a per blasthole or to optimise the inter-hole timing detonation time of different decks and blastholes. Where real-time calculations are feasible, the system could extend the present blast design even be used to determine the placement of subsequent holes towards a more appropriate blasthole pattern design like asymmetrical blasting.

Asymmetric blasting: a rock mass dependent blast design method

Blasting has been the most frequently used method for rock breakage since black powder was first used to fragment rocks, more than two hundred years ago. This paper is an attempt to reassess standard design techniques used in blasting by providing an alternative approach to blast design. The new approach has been termed asymmetric blasting. Based on providing real time rock recognition through the capacity of measurement while drilling (MWD) techniques, asymmetric blasting is an approach to deal with rock properties as they occur in nature, i.e., randomly and asymmetrically spatially distributed. It is well accepted that performance of basic mining operations, such as excavation and crushing rely on a broken rock mass which has been pre conditioned by the blast. By pre-conditioned we mean well fragmented, sufficiently loose and with adequate muckpile profile. These muckpile characteristics affect loading and hauling [1]. The influence of blasting does not end there. Under the Mine to Mill paradigm, blasting has a significant leverage on downstream operations such as crushing and milling. There is a body of evidence that blasting affects mineral liberation [2]. Thus, the importance of blasting has increased from simply fragmenting and loosing the rock mass, to a broader role that encompasses many aspects of mining, which affects the cost of the end product. A new approach is proposed in this paper which facilitates this trend 'to treat non-homogeneous media (rock mass) in a non-homogeneous manner (an asymmetrical pattern) in order to achieve an optimal result (in terms of muckpile size distribution).' It is postulated there are no logical reasons (besides the current lack of means to infer rock mass properties in the blind zones of the bench and onsite precedents) for drilling a regular blast pattern over a rock mass that is inherently heterogeneous. Real and theoretical examples of such a method are presented.

Critical comparison of Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre (JKMRC) blast fragmentation models

Blast fragmentation can have a significant impact on the profitability of a mine. An optimum run of mine (ROM) size distribution is required to maximise the performance of downstream processes. If this fragmentation size distribution can be modelled and controlled, the operation will have made a significant advancement towards improving its performance. Blast fragmentation modelling is an important step in Mine to Mill™ optimisation. It allows the estimation of blast fragmentation distributions for a number of different rock mass, blast geometry, and explosive parameters. These distributions can then be modelled in downstream mining and milling processes to determine the optimum blast design. When a blast hole is detonated rock breakage occurs in two different stress regions - compressive and tensile. In the-first region, compressive stress waves form a 'crushed zone' directly adjacent to the blast hole. The second region, termed the 'cracked zone', occurs outside the crush one. The widely used Kuz-Ram model does not recognise these two blast regions. In the Kuz-Ram model the mean fragment size from the blast is approximated and is then used to estimate the remaining size distribution. Experience has shown that this model predicts the coarse end reasonably accurately, but it can significantly underestimate the amount of fines generated. As part of the Australian Mineral Industries Research Association (AMIRA) P483A Mine to Mill™ project, the Two-Component Model (TCM) and Crush Zone Model (CZM), developed by the Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre (JKMRC), were compared and evaluated to measured ROM fragmentation distributions. An important criteria for this comparison was the variation of model results from measured ROM in the-fine to intermediate section (1-100 mm) of the fragmentation curve. This region of the distribution is important for Mine to Mill™ optimisation. The comparison of modelled and Split ROM fragmentation distributions has been conducted in harder ores (UCS greater than 80 MPa). Further work involves modelling softer ores. The comparisons will be continued with future site surveys to increase confidence in the comparison of the CZM and TCM to Split results. Stochastic fragmentation modelling will then be conducted to take into account variation of input parameters. A window of possible fragmentation distributions can be compared to those obtained by Split . Following this work, an improved fragmentation model will be developed in response to these findings.

Qualidade da fragmentação no desmonte de rocha: análise preliminar

Mestrado em Engenharia Geotécnica e Geoambiente

Proposta de metodologia usando regressões lineares no cálculo dos efeitos vibratórios do rebentamento de explosivos

Este trabalho apresenta o estudo das leis de propagação das velocidades de vibração resultantes do uso de explosivo em diferentes maciços. Foram efectuados estudos para três tipos de maciços diferentes, granito, quartzito e calcário. Efectuaram-se campanhas de monitorização e registo dos dados em cada uma das situações. Caracterizando e utilizando duas leis de propagação de velocidades no maciço, a de Johnson e Langefors, calculou-se as suas variáveis por método estatístico de regressões lineares múltiplas. Com a obtenção das variáveis fizeram-se estudos de previsão dos valores de vibração a obter utilizando a carga explosiva aplicada nos desmontes. Através dos valores de vibração obtidos em cada pega de fogo para cada tipo de maciço comparou-se quais das duas leis apresentam o valor de velocidade de vibração menor desviado do real. Conforme ficou verificado neste estudo, a equação de Langefors garante uma mais-valia da sua aplicação na previsão das velocidades de vibração pois joga favoravelmente a nível da segurança assim como apresenta um menor desvio face à equação de Johnson quando comparada com o valor real de vibração obtido. Com isto o método de utilização de regressões lineares múltiplas como cálculo dos efeitos vibratórios é extremamente vantajoso a nível de prevenção de danos e cálculo de velocidades de vibração inferiores ao imposto pela Norma.

Abordagem prática para execução de taludes em obras rodoviárias com recurso a pré‐corte

Este trabalho é realizado no domínio das obras de engenharia, área onde o desmonte de rocha com recurso a explosivos em obras rodoviárias é uma actividade específica e consistiu no acompanhamento e execução de três obras rodoviárias de média e grande dimensão. A necessidade de executar escavações, recorrendo a técnicas de desmonte cuidadoso de contorno, onde o plano de corte do talude final deve obedecer a requisitos de localização, alinhamento, inclinação, estabilidade e também estéticos, acrescendo a isto a necessidade de optimizar os meios envolvidos, obriga a que esta actividade seja encarada de uma forma sistematizada, visando o racional aproveitamento de recursos. A execução desta actividade requer conhecimentos no domínio das técnicas de desmonte de contorno, dos explosivos, do mecanismo de rotura de rochas, da operação de perfuração e da geomecânica dos maciços. A abordagem deste trabalho incide sobre a técnica denominada de pré‐corte e tem como objectivo encontrar uma equação característica que permita relacionar diferentes parâmetros envolvidos nesta actividade. Este objectivo é alcançado recorrendo à correlação entre equações relativas à pressão de detonação, à pressão no furo e ao espaçamento entre furos consecutivos, desenvolvidas por outros autores. Desta forma obteve‐se uma equação que relaciona parâmetros relativos ao maciço rochoso (resistência à tracção), ao explosivo (velocidade de detonação e densidade) e ao diagrama de fogo (concentração de carga – volume de explosivo e comprimento do furo – volume do furo). A comparação entre os valores destes parâmetros obtidos na produção e os obtidos com recurso à equação característica permite concluir que a sua aplicação para execução de futuras obras possibilita uma optimização dos meios envolvidos.

Cooperative effects in the detection of a nitroaliphatic liquid explosive and na explosive taggant in the vapor phase by calix[4]arene-based carbazole-containing conjugated polymers

Two fluorescent molecular receptor based conjugated polymers were used in the detection of a nitroaliphatic liquid explosive (nitromethane) and an explosive taggant (2,3-dimethyl-2,3-dinitrobutane) in the vapor phase. Results have shown that thin films of both polymers display remarkably high sensitivity and selectivity toward these analytes. Very fast, reproducible, and reversible responses were found. The unique behavior of these supramolecular host systems is ascribed to cooperativity effects developed between the calix[4] arene hosts and the phenylene ethynylene-carbazolylene main chains. The calix[4]-arene hosts create a plethora of host-guest binding sites along the polymer backbone, either in their bowl-shaped cavities or between the outer walls of the cavity, to direct guests to the area of the transduction centers (main chain) at which favorable photoinduced electron transfer to the guest molecules occurs and leads to the observed fluorescence quenching. The high tridimensional porous nature of the polymers imparted by the bis-calixarene moieties concomitantly allows fast diffusion of guest molecules into the polymer thin films.

Análise comparativa de métodos de prospeção direta e indireta na determinação do topo rochoso para fundações

Com o decorrer dos tempos e com a evolução da indústria, acresce a necessidade de aparecimento de novas construções e consequentemente de novos desafios geotécnicos. Para responder a estes novos reptos que a construção nos lança é necessário aprofundar o conhecimento acerca dos materiais que constituem o subsolo e estudar o seu comportamento quando sujeito a novas solicitações, como por exemplo sobrecargas, pois parte do cálculo de dimensionamento de fundações das novas construções dependerá destas características. Existem duas possíveis formas de identificar os materiais existentes no subsolo e caracterizá‐los: através de ensaios de laboratório e de ensaios in situ, sendo nestes últimos que nos iremos focar. Os ensaios in situ, para além de outros dados, permitem‐nos estimar com algum grau de incerteza a profundidade a que se encontra o horizonte com capacidade de suporte pretendida, quer se trate ou não do bedrock, e identificar o processo mais indicado para a retirada do material: através de um meio mecânico de escavação ou por recurso a explosivos. Com a realização de ensaios de sísmica de refração e igualmente recorrendo a ensaios executados com o penetrómetro dinâmico médio (DPM), tentamos dar resposta a estas incógnitas através do cruzamento dos dados obtidos. No entanto, este cruzamento de dados pode não ser completamente esclarecedor, levando ao aparecimento de novas incógnitas às quais não seja possível dar resposta recorrendo‐se unicamente à informação recolhida por meio destes dois métodos, pois poderão revelar‐se insuficientes. Contudo, existem muitos outros ensaios in situ que podem ser realizados e capazes de nos ajudar a complementar os dados inicialmente obtidos no sentido de diminuir ou até mesmo eliminar as incógnitas existentes, e desta forma poder identificar e caraterizar o material existente com o maior grau de segurança possível.

Blast loading of masonry infills: testing and simulation

This work intends to present a newly developed test setup for dynamic out-of-plane loading using underWater Blast Wave Generators (WBWG) as loading source. Underwater blasting operations have been, during the last decades, subject of research and development of maritime blasting operations (including torpedo studies), aquarium tests for the measurement of blasting energy of industrial explosives and confined underwater blast wave generators. WBWG allow a wide range for the produced blast impulse and surface area distribution. It also avoids the generation of high velocity fragments and reduces atmospheric sound wave. A first objective of this work is to study the behavior of masonry infill walls subjected to blast loading. Three different masonry walls are to be studied, namely unreinforced masonry infill walls and two different reinforcement solutions. These solutions have been studied previously for seismic action mitigation. Subsequently, the walls will be simulated using an explicit finite element code for validation and parametric studies. Finally, a tool to help designers to make informed decisions on the use of infills under blast loading will be presented.

Aromatic amines sources, environmental impact and remediation

Aromatic amines are widely used industrial chemicals as their major sources in the environment include several chemical industry sectors such as oil refining, synthetic polymers, dyes, adhesives, rubbers, perfume, pharmaceuticals, pesticides and explosives. They result also from diesel exhaust, combustion of wood chips and rubber and tobacco smoke. Some types of aromatic amines are generated during cooking, special grilled meat and fish, as well. The intensive use and production of these compounds explains its occurrence in the environment such as in air, water and soil, thereby creating a potential for human exposure. Since aromatic amines are potential carcinogenic and toxic agents, they constitute an important class of environmental pollutants of enormous concern, which efficient removal is a crucial task for researchers, so several methods have been investigated and applied. In this chapter the types and general properties of aromatic amine compounds are reviewed. As aromatic amines are continuously entering the environment from various sources and have been designated as high priority pollutants, their presence in the environment must be monitored at concentration levels lower than 30 mg L1, compatible with the limits allowed by the regulations. Consequently, most relevant analytical methods to detect the aromatic amines composition in environmental matrices, and for monitoring their degradation, are essential and will be presented. Those include Spectroscopy, namely UV/visible and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR); Chromatography, in particular Thin Layer (TLC), High Performance Liquid (HPLC) and Gas chromatography (GC); Capillary electrophoresis (CE); Mass spectrometry (MS) and combination of different methods including GC-MS, HPLC-MS and CE-MS. Choosing the best methods depend on their availability, costs, detection limit and sample concentration, which sometimes need to be concentrate or pretreated. However, combined methods may give more complete results based on the complementary information. The environmental impact, toxicity and carcinogenicity of many aromatic amines have been reported and are emphasized in this chapter too. Lately, the conventional aromatic amines degradation and the alternative biodegradation processes are highlighted. Parameters affecting biodegradation, role of different electron acceptors in aerobic and anaerobic biodegradation and kinetics are discussed. Conventional processes including extraction, adsorption onto activated carbon, chemical oxidation, advanced oxidation, electrochemical techniques and irradiation suffer from drawbacks including high costs, formation of hazardous by-products and low efficiency. Biological processes, taking advantage of the naturally processes occurring in environment, have been developed and tested, proved as an economic, energy efficient and environmentally feasible alternative. Aerobic biodegradation is one of the most promising techniques for aromatic amines remediation, but has the drawback of aromatic amines autooxidation once they are exposed to oxygen, instead of their degradation. Higher costs, especially due to power consumption for aeration, can also limit its application. Anaerobic degradation technology is the novel path for treatment of a wide variety of aromatic amines, including industrial wastewater, and will be discussed. However, some are difficult to degrade under anaerobic conditions and, thus, other electron acceptors such as nitrate, iron, sulphate, manganese and carbonate have, alternatively, been tested.

Desconnexió de la xarxa

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Aquest treball es planteja com un repte la necessitat de connexió a una xarxa de subministrament elèctric i d'aigua. L'objectiu del treball ha estat comprovar si, tan tècnicament com econòmica, es pot aconseguir l'autosuficiència d'una casa de muntanya del Vallès Oriental tot aprofitant els recursos que ens ofereix el medi, però sense haver de renunciar al nivell de vida al qual ens hem acostumat durant els darrers anys. Després d'una recollida de dades i valoració del consum energètic mínim que volem imposar, hem dissenyat una instal·lació capaç d'aprofitar les energies renovables de l'entorn i de satisfer les nostres necessitats. La instal·lació inclou plaques fotovoltaiques, col·lectors solars, cisternes per a la recollida d'aigua, bombes, etc. Finalment, s'inclou un pressupost d'aquesta instal·lació, que indica que els diners que caldria invertir són massa. Es demostra, doncs, que l'autosuficiència d'aquesta casa és tècnicament viable, però econòmicament inviable (o gens rendible).

Instrumentació i control d'actuadors fluídics per a sistemes analítics: sistema de regulació d'una microbomba de precisió a mode de xeringa

En aquest projecte s’ha implementat un sistema de control per a les bombes microfluídiques LPVX de The Lee Company funcionant a mode de xeringa. El sistema consisteix en un circuit controlador basat en el microxip UDN 296 B de Allegro MicroSystems, que conté dos Ponts en H per a controlar motors pas a pas i dos mòduls de Modulació d’Amplada de Polsos (PWM), governat a partir d’un programa de control com a instrument virtual dissenyat sota l’entorn LabVIEW. El programa de control permet indicar la quantitat de volum a aspirar o dispensar per la bomba i escollir entre una execució simple o una de continuada, podent-ne controlar en aquest segona opció el temps entre execució i execució. El programa també permet visualitzar el procés mitjançant la obtenció de la imatge d’una webcam amb DirectShow. Finalment també permet el control remot de l’Instrument Virtual a través de la xarxa d’Internet.

Influència del context geològic i hidrogeològic en l'eficiència energètica dels sistemes geotèrmics de molt baixa entalpia

L’elevat consum energètic de les societats actuals, així com la impossibilitat de sostenir-lo a llarg termini implica la cerca de noves fonts d’energia. D’aquesta manera, en el camp de la climatització residencial, l’energia geotèrmica de molt baixa entalpia es posiciona com una alternativa als recursos energètics actuals. Així, els primers metres de subsòl presenten una temperatura adequada per al seu aprofitament calorífic, mitjançant els sistemes geotèrmics de bomba de calor. Si bé a nivell energètic, són sistemes, intrínsecament, molt eficients, el seu rendiment pot patir importants variacions davant dels canvis en les condicions del medi geològic i hidrogeològic. Especialment, els col·lectors de calor verticals, treballen, amb freqüència, en el si de les formacions hidrogeològiques. En aquest sentit, els canvis del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua de l’aqüífer es manifesten amb variacions de la conductivitat tèrmica equivalent i del flux subterrani d’aigua, que alhora, aquestes, es tradueixen en alteracions del flux subterrani de calor. Davant d’aquest fet, l’avaluació quantitativa de l’efecte d’aquestes fluctuacions que es presenta en aquest treball mostra petites variacions del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua comporten canvis molt notables en l’eficiència dels sistemes verticals de bomba de calor geotèrmica.

Antibioticoterapia Intravenosa domiciliaria mediante bomba de perfusión continua de la sobreinfección respiratoria por Pseudomonas aeruginosa en el paciente con enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

La malaltia pulmonar obstructiva crónica (MPOC) té una prevalença elevada al nostra medi i un gran impacte econòmic. La sobreinfecció respiratoria en els pacients MPOC avançats, es bàsicament, per Pseudomonas. L´antibioticoteràpia domiciliaria endovenosa en aquest tipus de sobreinfecció es de gran importància. La forma d´administració de l´antibiòtic es mitjançant bombes d´infusió continues i bombes d´infusió intermitents. Es tracta d´un estudi comparatiu dels dos tipus de bombes d´infusió per l´erradicació de Pseudomonas aeruginosa en el pacient MPOC.

Desolació i pèrdua d'identitat : anàlisi de Pluja Negra i Flors d'Estiu

La bomba atòmica "representa la perfección del hombre por su parte 'malvada'. Ya no podemos ser más malvados, inteligentes y defensivos" (Sloterdijk, P.; 2003. p. 218 ). Aquesta és la reflexió de Peter Sloterdijk sobre la humanitat que ha provocat aquesta barbàrie, sent conscient que aquesta no pot ser més maligna ni provocar més dolor, després de destruir conscientment una ciutat sencera junt amb els seus habitants innocents. Però com es van sentir els hibakusha, supervivents de l'atac nuclear, i a què van quedar reduïts els ciutadans d'Hiroshima i de Nagasaki, havent patit aquesta maldat en la pròpia pell? Després d'aquesta tragèdia, molts d'aquells que van sobreviure van decidir explicar la seva experiència, donant lloc al conegut com genbaku bungaku o literatura de les bombes atòmiques. En aquest estudi hem escollit dues de les obres més importants del gènere per tal d'analitzar com aquesta vivència va afectar a les seves víctimes. En primer lloc, hem analitzat Flors d'Estiu, de Tamiki Hara, primer relat en ser publicat que, en poc més de vint pàgines, descriu l'infern viscut pel propi autor i com aquesta visió de l'apocalipsi i el sofriment absolut el va marca per sempre més. En segon lloc, hem analitzat Pluja Negra, escrita per Mabusi Ibuse, autor que, tot i no haver sigut testimoni directe de la tragèdia, va aconseguir copsar el sentiment dels hibakusha, escribint una de les millors novel·les del gènere. Per tal d'estudiar les obres hem seguit un camí del general al particular. Analitzant el context històric, ens hem pogut fer una idea de què va significar la postguerra, des de la política sota la guia nord-americana a la reconstrucció econòmica i també una societat que, perdent-ho gairebé tot, va haver de tornar a començar. Després, hem volgut endinsar-nos en la literatura del període, analitzant, junt amb el propi genbaku bungaku, dos dels gèneres més importants, el burai ha o escola decadent, i el nikutai bunaku o literatura de la carn. Finalment, hem analitzat les pròpies obres, veient com els textos es veuen impregnats de tristesa i confusió. Després de veure com tota la seva vida s'esmicolava en qüestió de segons, els protagonistes d'aquests dos textos queden totalment desolats, veient com ho han perdut tot, des de la seva identitat fins la seva esperança en la pròpia humanitat.