The Art of Rock Blasting in Slow Motion
In surface mining the controlled use of explosives is a common method to break rock for excavation. A number of holes are drilled into the rock, and then filled with explosives. Detonating the explosives causes the rock to collapse. The detonation happens so quickly that all spectators see is a series of explosions and a subsequent pile of rocks. In our case the blasting was over within 3 seconds. But there is more to it than meets the eye. Rock blasting is a science in itself.
The amount of explosives needs to be precisely calculated so that a predetermined volume of material is broken. The right type of explosives needs to be selected depending on factors such as critical diameter, hydrostatic pressure, temperature, minimum primer weight and so on. Then a proper blast design needs to be used. High-speed recording helps to evaluate the blasting technique and optimize it.
The slow-motion recording was captured by geo-konzept GmbH using a MotionBLITZ® Cube4 high-speed camera at 1,024 x 768 pixel resolution and 1,005 frames per second. In this video the detonation is played back in extreme slow motion extending it from 3 seconds to 2 minutes. In this particular high-speed video the aim was to see the temporal sequence of the explosives to control the shock wave. It was also important to see if all explosives have detonated. If this is not the case there is a risk that the sound superposition of waves destroys windows nearby.
Im Tagebau ist der kontrollierte Einsatz von Sprengstoff eine gängige Methode, um Gestein für den Aushub zu brechen. Dabei werden Löcher in das Gestein gebohrt und mit Sprengstoff gefüllt. Wird der Sprengstoff detoniert fällt im Idealfall das Gestein in sich zusammen. Die Sprengung geschieht so schnell, dass der Zuschauer lediglich eine Reihe von Explosionen und einen Steinhaufen wahrnimmt. In unserem Fall war die Sprengung nach 3 Sekunden vorbei. Die Sprengung ist jedoch eine Wissenschaft für sich.
Die Menge an Sprengstoff muss genau berechnet werden, so dass nur eine festgelegte Menge an Material gebrochen wird. Die richtige Art von Sprengstoff muss ausgewählt werden. Dies hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Durchmesser, hydrostatischen Druck, der Temperatur, und so weiter. Zuletzt ist es auch entscheidend, die richtige Sprengtechnik zu verwenden. High-Speed-Aufnahmen helfen, sie zu bewerten und zu optimieren.
Die Zeitlupenaufnahme wurde bei 1.024 x 768 Pixelauflösung und 1.005 Bildern pro Sekunde mit einer MotionBLITZ® Cube4 High-Speed-Kamera von Techniker der geo-konzept GmbH erfasst. Die Sprengung wird zuerst in Originalgeschwindigkeit (3 Sekunden) und anschließend in extremer Zeitlupe abgespielt (2 Minuten). Bei der Zeitlupenaufnahme geht es um die zeitliche Abfolge, in der die Sprengladungen gezündet werden. Nur so kann die Schockwelle für den Abbruch gesteuert werden. Wichtig war auch zu kontrollieren, ob auch alle Zünder gezündet haben. Ist das nichtr der Fall kann es passieren, dass Schallüberlagerungen Fenster in der Umgebung schrotten.
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