ADAPTIVE CONTROL OF DRILLING AND BLASTING PARAMETERS IN OPEN-PIT MINING OF STRUCTURALLY COMPLEX SOLID MINERAL DEPOSITS
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2026.03.019Keywords:
scientific and methodological foundations, adaptation of drilling and blasting operations, adaptive control, integral adaptation criterion, efficiency and safety of blasting operations, muckpile fragmentation parameters, ore loss and dilution, dust and gas emission, air-blast effect, quality of rock mass fragmentation, seismic safety, flyrock travel rangeAbstract
The article presents the scientific and methodological foundations of adaptive control of drilling and blasting parameters in open-pit mining of structurally complex solid mineral deposits. It is shown that the involvement of deep horizons with a heterogeneous geological structure in mining requires a revision of traditional approaches to drilling and blasting design. The proposed approach enables purposeful control of blast energy redistribution between technologically significant zones of blast-induced fragmentation: ensuring the required fragmentation quality in the controlled fragmentation zone and minimizing adverse effects in the remaining zones. A cyclic adaptation algorithm has been developed, including continuous monitoring of the rock mass state, analysis of current conditions, selection of corrective actions, and their evaluation by means of an integrated index. As a basis for evaluation, an integral adaptation criterion is proposed, combining five partial normalized indices: fragmentation quality, seismic safety, flyrock distance, economic costs, and conformity of the blast impulse to the rock mass properties. The extension of the criterion by four additional indices reflecting airblast effects, muckpile parameters, ore loss and dilution, and the level of dust and gas atmospheric pollution is substantiated. Provision is made for varying the weighting coefficients depending on the strategic priorities of the mining enterprise. The proposed toolkit can be implemented with minimal investment based on existing instrumentation, creating prerequisites for the transition from episodic improvements to continuous control over the efficiency and safety of blasting operations.
References
1. Зубков А.В., Сентябов С.В., 2020. Деформация земной коры: способы изучения, закономерности, проблемы. Литосфера, Т. 20, № 6, С. 863-872. DOI: 10.24930/1681-9004-2020-20-6-863-872.
2. Зубков А.В., Сентябов С.В., 2022. Астрофизическая и другие компоненты напряжений горных массивов. Известия высших учебных заведений. Горный журнал, № 3, С. 70-81. DOI: 10.21440/0536-1028-2022-3-70-81.
3. Зубков А.В., 2023. Климатические и геомеханические проблемы на Земле, вызванные изменением космической погоды. Проблемы недропользования, № 4(39), С. 105 115, DOI: 10.25635/2313-1586.2023.04.105.
4. Яковлев В.Л., Жариков С.Н., Реготунов А.С., Кутуев В.А., Меньшиков П.В., Флягин А.С., Васильева Л.А., 2024. Комплексная методика адаптации параметров БВР к изменяющимся условиям в динамике открытой разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых. Взрывное дело, № 145/102, С. 18-42.
5. Реготунов А.С., 2024. Вопросы адаптации буровых работ на карьерах. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле, № 4, С. 448-459.
6. Рыльникова М.В., Клебанов Д.А., Князькин Е.А., 2023. Анализ данных как основа повышения эффективности работы горнотранспортного оборудования при ведении открытых горных работ. Горная промышленность, № 1, С. 52-56 DOI: 10.30686/ 1609-9192-2023-1-52-56.
7. Рыльникова М.В., Клебанов Д.А., Рыбин В.В., Розанов И.Ю., 2024. Контроль и управление геомеханическим состоянием и устойчивостью конструктивных элементов горнотехнических конструкций карьеров на основе сбора и анализа больших данных. Горная промышленность, № 4, С. 121-128. DOI: 10.30686/1609-9192-2024-4-121-128.
8. Рыльникова М.В., Цупкина М.В., Кирков А.Е., 2023. Технологии сбора и обработки больших данных – основа повышения достоверности первичной информации о массивах горных пород при освоении месторождений полезных ископаемых и техно-генных образований. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле, № 1-1, С. 308-327. – DOI: 10.46689/2218-5194-2023-1-1-308-327.
9. Ullah S., Ren G., Ge Y., Fissha Y., Kinyua E.M., Zhang L., 2025. Machine Learning-Based Prediction of Blast-Induced Ground Vibration in Open-Pit Mining. Journal of Vibration Engineering & Technologies, Vol. 13, No. 293. DOI: 10.1007/s42417-025- 01855¬-0.
10. Saubi O., Jamisola R., Suglo R. S., Matsebe O., 2025. Simultaneous Prediction and Optimisation of Rock Fragmentation and Ground Vibration Using an ANN-RF Ensemble in Open-Pit Blasting. Scientific Reports, Vol. 16, No. 3825. DOI: 10.1038/s41598-025-33871-1.
11. Orica Digital Solutions. BlastIQ™: Integrated Technology Solutions to Optimise Every Blast. URL: https://www.orica.com/digital-solutions/blast-design-and-execution/blastiq (дата обращения: 07.09.2026).
12. Яковлев В.Л., Жариков С.Н., Реготунов А.С., Кутуев В.А., 2024. Методологические основы адаптации параметров буровзрывных работ к изменяющимся горно-геологическим условиям при разработке сложноструктурных месторождений. Горная промышленность, № 6, С. 89-97.
13. Яковлев В.Л., Жариков С.Н., Реготунов А.С., Кутуев В.А., 2024. Комплексное обоснование взрывной нагрузки с учетом информации об изменчивости массива горных пород в границах выемочного блока. Проблемы недропользования, № 4, С. 96-108.
14. Saldana M., Gallegos S., Arias D., Salazar I., Castillo J., Salinas-Rodriguez E., Navarra A., Toro N., Cisternas L.A., 2024. Applications of Kuz-Ram Models in Mine-to-Mill Integration and Optimization-A Review. Minerals, Vol. 14, No. 11, P. 1162. DOI: 10.3390/ min14111162.
15. Face-to-Mill: Adaptive Blasting for Optimal Fragmentation Through the Mining Chain. Swedish Mining Innovation. URL: https://www.swedishmininginnovation.se /project/face-to-mill-2/ (дата обращения: 07.09.2026).
16. Кутузов Б.Н., Ильин А.М., Умнов А.Е. и др., 1992. Безопасность взрывных работ в промышленности. Москва: Недра, 544 с.
17. Друкованый М.Ф., 1973. Методы управления взрывом на карьерах. Москва: Недра, 416 с.
18. Кузнецов В.М., 1977. Математические модели взрывного дела. Новоси-бирск: Наука, 262 с.
19. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюченко В.Н. и др., 1971. Механический эффект подземного взрыва. Под общ. ред. акад. М.А. Садовского. Москва: Недра, 224 с.
20. Покровский Г.И., Федоров И.С., 1957. Действие удара и взрыва в деформируемых средах. Москва: Промстройиздат, 276 с.
21. Кучерявый Ф.И., Кожушко Ю.М., 1972. Разрушение горных пород. Москва: Недра, 240 с.
22. Ефремов Э.И., Кравцов В.С., Мячина Н.И., Никифорова В.А., Родак С.И., Шеленок В.В., 1979. Основы теории и методы взрывного дробления горных пород. Ки-ев: Наук. думка, 224 с.
23. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П., 2008. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Москва: Физматлит, 652 с.
24. Баум Ф.А., Станюкович К.П., Шехтер Б.И., 1960. Физика взрыва. Москва: Физматиздат, 800 с.
25. Сенук В.М., 1979. Импульс взрыва и условия более полного использования его на дробление массивов крепких пород при скважинной отбойке. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 1, С. 28-34.
26. Горинов С.А., Маслов И.Ю., 2022. Оценка величины эффективного импульса при взрыве цилиндрического заряда. Проблемы недропользования, № 3 (34), С. 5-13. DOI 10.25635/2313-1586.2022.03.005.
27. Яковлев В.Л., Жариков С.Н., Реготунов А.С., Кутуев В.А., 2025. Аспекты практической реализации метода адаптации параметров буровзрывных работ в услови-ях сложноструктурных месторождений. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 4, С. 46-56. DOI 10.15372/FTPRPI20250405.
28. Яковлев В.Л., Жариков С.Н., Реготунов А.С., Кутуев В.А., 2025. Теоретическое обоснование метода адаптации параметров буровзрывных работ к условиям сложноструктурных месторождений. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 3, С. 64-75. DOI 10.15372/FTPRPI20250307.
29. Мосинец В.Н., Абрамов А.В., 1982. Разрушение трещиноватых и нарушен-ных горных пород. Москва: Недра, 248 с.
30. Яковлев В.Л., Жариков С.Н., Реготунов А.С., Кутуев В.А., 2026. Разработка и формализация интегрального критерия для адаптивного управления параметрами буровзрывных работ на карьерах. Горная промышленность, № 2, С. 56-60. DOI 10.30686/ 1609-9192-2026-2-56-60.
