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矿山工程的爆破技术分析对比:二氧化碳爆破VS炸药爆破(图文)

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矿山开采,首先要通过矿山爆破把矿石从岩体中剥落下来和对矿体顶板围岩进行剥离,并按工程要求爆破成一定的爆堆,破碎成一定的块度,为随后的铲装、运输工作创造条件。矿山爆破技术随着矿山工程的建设得到了迅速的发展,不同的爆破方式对于开采成本有着很大的影响,在矿山开采全过程中,穿孔爆破成本约占总成本的20%。根据矿山的岩石结构选取特定的爆破方式既可以改善爆破效果,还能节约开采成本。

洲际矿山矿山工程的爆破技术分析对比:二氧化碳爆破VS炸药爆破

矿山开采具有一定的危险性,因此要经过严格的审批程序之后爆破方可进行,一些采区与建筑物距离较近,因此在爆破时不仅要考虑大块和根底现象,还要尽量避免振动、飞石和粉尘现象对周围建筑物和居民产生的影响。在传统的矿山爆破过程中采用最多的是炸药爆破,炸药爆破威力大,对岩石的破坏性强,能有效满足爆破要求,但是存在很大的安全隐患,因此炸药的审批程序较为复杂,为了解决这种问题,现在社会上出现了一种比较新的爆破形式,即二氧化碳爆破。

二氧化碳爆破

二氧化碳致裂器利用的是液态二氧化碳吸热气化膨胀,压力急速上升的物理原理。由灌充液态二氧化碳的钢管,活化器,泄能组件,充气组件,点火电路连接组件,以及其他连接辅助组件组成。通过活化器加热使液态二氧化碳瞬间气化,释放高压气体能量,破裂岩石、煤层、混凝土等目标材料。解决了以往用炸药爆破开采和预裂中破坏性大、危险性高、矿体粉粹等缺点,为矿山安全开采和预裂提供可靠保证。

炸药爆破与二氧化碳爆破优缺点对比

炸药爆破

优势:

1、威力大,破碎效果显著;

2、爆破成本相对较低;

3、爆破过程简单,爆破效率高

缺点:

1、危险系数较高,审批难;

2、破坏性大,易给周围建筑物和居民造成影响;

3、粉碎性强,导致石料的利用率降低;

4、噪音和粉尘污染严重,不环保。

二氧化碳爆破


优势:

1、不需严格审批,使用方便;

2、噪音小,降低对周围居民的影响;

3、环保,减少环境污染;

4、降低危险系数,安全性高;

5、避免矿体粉碎,提高石料利用率;

6、部分装置可重复使用。

缺点:

1、步骤过于繁琐,效率低;

2、深基坑或凌空不好的作业面不适合;

3、无法实现多排爆破,产量低;

4、使用的活化器是一次性用品,成本高;

5、爆破筒装填工艺和现场施工均较复杂,对炮孔质量要求较高。

虽然二氧化碳爆破能够弥补炸药爆破审批难的问题,但是由于爆破威力弱于炸药,且成本较高,在短时间内仍然很难取代传统的炸药爆破的地位,接下来主要分析如何优化传统的炸药爆破的参数,降低爆破的成本。

优化炸药爆破参数,降低爆破成本

露天采矿的完整过程由穿孔、爆破、铲装、运输及破碎等组成,其中穿孔、爆破成本约占整道采矿程序总成本的20%,因此有必要选择合适的爆破方案来有效降低矿山的开采成本。要想降低爆破成本,通常要经过以下几个环节来优化爆破参数。

1、地质调查

地质调查的详细程度对于爆破效果有着显著的影响,在爆破之前,可以请专业的团队对矿山台阶坡面岩体进行摄影测量,获取岩体宏观结构的数字图像,借助一定的技术分析出岩石的坚硬程度和完整程度。

2、计算爆破成本

依据目前矿山的爆破参数,通过统计爆破大块率定量评价爆破效果,计算出主要爆破参数与大块率的关系,进而分析爆破成本。大块率不仅会影响到爆破成本,还会影响到铲装成本、运输成本和二次破碎成本。其次就是对爆破参数进行优化,寻找最佳的爆破方案。

3、优化爆破参数


露天矿山爆破一般要求爆破后爆堆集中,块度均匀,并控制大块率,结合这些要求,再考虑到降低爆破成本,一般要从台阶高度、填塞高度、装药长度、装药结构和起爆方法、延迟时间、起爆网络等参数入手来优化。

(1)台阶高度

台阶高度主要通过炮孔直径来计算,同时,对于开采深度一定的矿山而言,台阶高度取小值时,能够降低炸药单耗,但会增加台阶数量,穿孔总长度和起爆器材消耗量,但总体来讲会降低穿孔爆破成本,因此可以根据矿山的实际情况和年产量,将矿山的台阶高度尽量降低到合理高度。

(2)填塞长度和装药长度

矿山爆破过程中,节理裂隙发育时,增大炮孔间距可以取得较好的爆破效果,为了充分利用穿孔长度,每个炮孔除了满足填塞长度的要求外,其余长度全部用于装药。

(3)装药结构和起爆方法

为了加强爆破效果,达到爆破的块度要求,装药结构可采用柱状连续装药结构,起爆方法采用导爆管雷管起爆,对于没有雷管感度的炸药可以使用起爆弹进行起爆,将雷管插入起爆弹内,保证雷管的聚能穴朝上即可引爆炸药。

(4)延迟时间

延迟时间的计算有通用的经验公式,即△t=kB,其中B为抵抗线,k为延迟系数,k的取值区间为3-8,硬岩取小值,软岩取大值,具体取值要依据对矿山的勘测情况来决定,一般情况下延迟时间为65ms。

(5)起爆网络

微差爆破能有效地控制爆破冲击波、震动、噪音和飞石,操作简单、安全、迅速,可近火爆破而不造成伤害。破碎程度好,可提高爆破效率和技术经济效益。采用微差爆破时,起爆网络可以用V型或斜线起爆网络敷设方法。

为了制定合适的爆破方案来起到降低爆破成本,满足爆破要求的目的,我们可以以成本为目标函数,从而优化爆破参数,提高矿山的生产效率和经济效益。

施工安全注意事项

1、严格按照设计要求进行施工

2、确保充填质量和密度

3、加强各道路交叉口,各关键道路的岗哨警戒工作

4、爆破前将设备和人员撤离到爆破安全区内

5、起爆人员要进入掩体加强自身安全

来源:我爱矿机百科

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