6 распространенных методов взрывных работ при открытой добыче полезных ископаемых

Мы знаем, что открытые горные работы в основном включают бурение, взрывные работы, добычу, транспортировку и отвалообразование. Взрывные работы являются очень важной их частью. Расходы на взрывные работы составляют от 15% до 20% от общей стоимости открытых горных работ. Более того, качество взрывных работ напрямую влияет на эффективность работы и общую стоимость процесса добычи. В этой статье будут представлены несколько распространенных методов взрывных работ при открытых горных работах.

Классификация методов взрывных работ

При открытой добыче полезных ископаемых широко применяются следующие методы взрывных работ:

Классификация по времени задержки взрыва: одновременный взрыв, микросекундный взрыв и миллисекундный взрыв.

Классификация по способам взрывания: неглубокое взрывание, глубокое взрывание, камерное взрывание, многорядное дробление с дифференциальным выдавливанием, многорядное дробление с дифференциальным выдавливанием, пружинное взрывание, наружное взрывание, технология дробления скважинами.

6 распространенных методов взрывных работ при открытой добыче полезных ископаемых

Взрывные работы на мелководье

Диаметр взрывной скважины, используемой при мелком взрыве, меньше, обычно около 30-75 мм. Глубина взрывной скважины обычно менее 5 метров, иногда до 8 метров. Глубина скважины может быть увеличена, если для бурения скважины используется буровая установка Jambo.

Преимущества:

• Хорошая маневренность и гибкость, широкий спектр использования;
• Для рудников со сложными условиями залегания и высокими требованиями к качеству добываемой руды можно применять раздельное взрывание и раздельную добычу для снижения скорости разубоживания;
• Инструменты для бурения горных пород относительно просты и легки в освоении;
• Небольшая подготовка к работе;
• Взорванная руда имеет небольшие размеры и легко поддается транспортировке и дроблению;
• По сравнению с камерным и глубоким взрывом расход взрывчатых веществ невелик.

Недостатки:

• Данный метод взрывания не может быть адаптирован к нуждам крупномасштабного производства, и в звеньях зарядки, соединения и детонации легко могут возникнуть лазейки, что приводит к взрывам.

Приложение:

Взрыв неглубоких скважин в основном применяется на небольших открытых рудниках или карьерах, при добыче камня в штольнях, при проходке туннелей, при вторичном взрыве, при обработке новых открытых рудников и при других специальных взрывных работах.

Глубокие взрывные работы

Глубокий взрыв — это метод взрывных работ, при котором буровое оборудование используется для бурения более глубоких скважин в качестве зарядного пространства для горнодобывающих взрывчатых веществ. Глубокий взрыв в карьере — это в основном уступчатый взрыв. Глубокий взрыв — это вид метода взрывных работ, который широко используется в карьере. Глубина взрывной скважины обычно составляет от 15 до 20 м. Апертура обычно составляет от 75 до 310 мм, в то время как обычно используемая апертура составляет от 200 до 250 мм.

Функции:

• Количество руды, взрываемой за один раз, велико и обычно составляет от 200 000 до 1 миллиона тонн;
• Для глубоких взрывных работ можно использовать передовые технологии взрывных работ. Например, дифференциальная взрывная работа, экструзионная взрывная работа, а также взрывная работа с выбросом и направленная взрывная работа, которые можно использовать в зонах взрывных работ с особыми требованиями;
• Взрывные работы более безопасны, а управление проще. Нет никаких специальных требований к взрывчатым веществам, за исключением глубоких скважин с водой. Метод детонации также более гибкий.

Приложение:

Глубокий взрыв широко применяется при проходке траншей, вскрытии, добыче полезных ископаемых и других производственных процессах крупных шахт. Объем его взрывных работ составляет более 90% от общего объема взрывных работ на крупных шахтах.

Классификация:

Глубокие скважины делятся на вертикальные глубокие скважины и наклонные глубокие скважины. Вертикальные глубокие скважины в основном бурятся ударными перфораторами. Наклонные глубокие скважины в основном бурятся роторными буровыми установками или погружными бурами. Их наклон обычно составляет от 75° до 80°.

Вертикальное бурение

Преимущества:

• Подходит для буровзрывных работ в различных геологических условиях;
• Технология вертикального бурения проще, чем наклонного;
• Скорость бурения выше.

Недостатки:

• После взрывных работ доля крупных камней относительно высока, и фундамент часто остается;
• Наверху ступеней часто возникают трещины, а устойчивость поверхности ступеней относительно низкая.

Наклонное бурение

Преимущества:

• Линии сопротивления относительно небольшие и однородные. Нелегко производить крупные камни и остаточные корни после взрывов;
• Легко контролировать высоту и ширину взрывной кучи, что способствует повышению эффективности добычи;
• Легко поддерживать угол наклона и уклон скамьи ровным, уменьшая выступы и трещины;
• Расстояние между буровым оборудованием и верхней линией ступенчатого склона относительно большое, что обеспечивает большую безопасность персонала и оборудования.

Недостатки:

• Техническая операция бурения наклонных глубоких скважин относительно сложна;
• Длина бурения больше длины вертикального бурения;
• В процессе зарядки легко может произойти засорение.

Дробеструйная камера

Подрыв камеры заключается в размещении взрывчатки в предварительно просверленной камере и ее центральном заряде. Нет никаких правил относительно количества взрывчатки, детонирующей каждый раз, и некоторые используют десятки, сотни или тысячи тонн. Поскольку объем взрыва большой за один раз, это также называется большим подрывом.

Приложение:

Открытые карьеры используются только в период капитального строительства и при определенных условиях. Карьеры используются при наличии условий и при высоком спросе на добычу.

Преимущества:

• Объем подготовительных работ меньше, и большой объем взрывных работ по горной породе может быть выполнен в короткие сроки;
• Данный метод подходит для пород различной твердости, особенно в местах со сложным рельефом, и не ограничивается условиями строительства;
• Никакого специального оборудования для бурения скальных пород не требуется. Для выемки породы обычно используется буровая установка;
• Особых требований к используемым взрывчатым веществам нет. Все взрывчатые вещества, используемые при глубоком взрыве, могут использоваться при камерном взрыве.

Недостатки:

• Операторы экскаваторов работают в плохих условиях, а после взрывных работ остается много крупных камней.

Дифференциальное взрывное бурение в нескольких рядах скважин

В последние годы, поскольку емкость ковшей экскаваторов и производительность карьеров значительно возросли, объем взрывных работ, необходимых для карьеров, также увеличивается. Поэтому необходимо принять метод взрывных работ с большим объемом взрывных работ, чтобы удовлетворить потребности новой землеройной техники.

В настоящее время методом взрывания с большим объемом взрыва за один раз является метод многорядного скважинного дифференциального взрыва и метод многорядного скважинного дифференциального экструзионного взрыва. Эти два метода позволяют взрывать от 5 до 10 рядов скважин за один раз, а количество взорванной рудной породы может достигать 300 000 - 500 000 тонн.

Дифференциальный взрыв относится к методу взрывания, при котором соседние взрывные скважины взрываются последовательно в заранее рассчитанной последовательности в течение очень короткого времени (рассчитываемого в мс).

Преимущества:

• Большой объем взрывных работ за один раз сокращает количество взрывов и время, необходимое для их избежания, а также повышает коэффициент использования карьерного оборудования;
• Улучшить качество дробления рудной породы, а ее производительность по крупным блокам на 40% - 50% меньше, чем при однорядной взрывной обработке скважин;
• Эффективность работы бурового оборудования увеличивается примерно на 101ТР3Т - 151ТР3Т. Это обусловлено ростом коэффициента использования рабочего времени и сокращением количества операций по буровому оборудованию и закладке послевзрывных площадок;
• Эффективность горнодобывающего, погрузочного и транспортного оборудования увеличивается примерно на 10% - 15%.

Многорядная дифференциальная экструзионная дробеструйная обработка

Многорядная скважинная дифференциальная экструзионная взрывная обработка относится к многорядной скважинной дифференциальной взрывной обработке, при которой взрывной штабель остается на рабочей поверхности. Наличие шлаковых штабелей создает условия для экструзии.

С одной стороны, он может продлить эффективное время действия взрыва и улучшить использование и дробящий эффект взрывной энергии. С другой стороны, он может контролировать ширину взрывной кучи, чтобы избежать разброса рудных пород.

Дифференциальное время интервала многорядного дробления с дифференциальной экструзией предпочтительно на 30% - 50% больше, чем у обычного дифференциального дробления. Обычно используемый диапазон в карьерах в моей стране составляет от 50 до 100 мс.

Преимущества:

• Дробящий эффект рудной породы лучше. Это в основном из-за блока шлаковой кучи впереди. Каждый ряд буровых скважин, включая первый ряд, может увеличить количество заряда и полностью раздробить под выдавливанием шлаковой кучи;
• Отвал более концентрированный. Для шахт, использующих железнодорожный транспорт, нет необходимости разбирать дорогу перед взрывными работами, что повышает эффективность работы горнодобывающего, погрузочного и транспортного оборудования.

Недостатки:

• Большой расход взрывчатых веществ;
• Для размещения шлаковых отвалов требуются более широкие рабочие площадки;
• Высота отвала большая, что может повлиять на безопасность работы экскаватора.

Взрывные работы с пружинами

Подрывной взрыв заключается в использовании небольшого количества взрывчатых веществ на дне пробуренной взрывной скважины для расширения ее дна в полость, а затем загрузке взрывчатых веществ в концентрированный взрывчатый мешок для проведения взрывных работ с целью повышения эффекта и эффективности взрыва.

Приложение:

Метод взрывного взрывания подходит только для взрывного строительства в условиях, когда мало буровых установок, обычные буровзрывные работы не могут удовлетворить производственные потребности, а скальные породы не обладают большой прочностью.

Преимущества:

• Объем буровых работ невелик, объем заряда большой, а объем взрывных работ велик за один раз;
• Высокая эффективность и низкая стоимость взрывных работ.

Недостатки:

• Существует много раз и длительное время для расширения взрывных работ;
• Взрывное воздействие концентрированное, что оказывает сильное разрушительное воздействие на склон и вызывает сильные взрывные колебания;
• Разлетающиеся во время взрывных работ камни трудно контролировать;
• Кучи навоза имеют неровные и крупные комки, которые часто требуют вторичного измельчения и дробления.

Независимо от того, какой метод взрывных работ используется, во время взрывных работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, устанавливать предупреждающие знаки и проявлять бдительность для обеспечения безопасности персонала и имущества.