Мы знаем, что горные работы открытым способом в основном включают бурение, взрывные работы, добычу полезных ископаемых, транспортировку и сброс отходов. Взрывные работы – очень важная часть этого процесса. Затраты на взрывные работы составляют от 15% до 20% от общей стоимости добычи открытым способом. Более того, качество взрывных работ напрямую влияет на эффективность работы и общую стоимость горного процесса. В этой статье будут представлены несколько распространенных методов взрывных работ при открытой добыче полезных ископаемых.
Классификация методов взрывных работ
При открытой добыче полезных ископаемых обычно используются следующие методы взрывных работ:
Классификация по времени задержки взрыва: залповый взрыв, парсековый взрыв, миллисекундный взрыв.
Классификация по способу взрывания: взрыв в неглубоких скважинах, взрыв в глубоких скважинах, камерная взрывная обработка, миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий, экструзионная миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий, централизованная взрывная обработка упаковок взрывчатки, взрывная обработка для наружного применения, технология детонации "отверстие за отверстием".
6 распространенных методов взрывных работ при открытой добыче полезных ископаемых
Взрыв в неглубоких скважинах
Диаметр взрывного отверстия, используемого при взрывных работах неглубоких отверстий, меньше, обычно от 30 до 75 мм. Глубина взрывного отверстия обычно составляет менее 5 метров, иногда до 8 метров. Глубину отверстия можно увеличить, если для её бурения использовать буровую установку.
Преимущества
- Хорошая маневренность и гибкость, широкий спектр использования;
- На рудниках со сложными условиями захоронения и высокими требованиями к качеству добытой руды для снижения степени разубоживания могут быть реализованы раздельные взрывные работы и раздельная добыча;
- Инструменты для бурения горных пород относительно просты и легки в освоении;
- Небольшая подготовительная работа;
- Взорванная руда имеет небольшой размер и может легко соответствовать требованиям по транспортировке и дроблению;
- По сравнению с камерным и глубоким взрывом расход взрывчатых веществ невелик.
Недостатки
- Этот метод взрывных работ не может удовлетворить потребности массового производства, и на этапах зарядки, подключения и детонации могут возникать лазейки, что приводит к взрывнной аварии.
Применение
Взрывные работы в неглубоких отверстиях в основном используются для небольших открытых карьеров или карьеров, камер, туннельных раскопок, вторичных взрывных работ, обработки новых карьеров и других специальных взрывных работ.
Взрыв в глубоких скважинах
Взрыв в глубоких скважинах — это использование бурового оборудования для бурения более глубоких скважин в качестве метода взрывания зарядного пространства горных взрывчатых веществ. Глубокие взрывные работы на карьерах в основном основаны на ступенчатых взрывах. Глубокие взрывные работы — это метод взрывных работ, широко используемый на открытых карьерах. Глубина взрывной скважины обычно составляет от 15 до 20 метров. Диаметр скважины составляет 75–310 мм, а обычно используемый диаметр скважины составляет 200–250 мм.
Особенности
- Количество горной руды, взорванной за один раз, велико, обычно от 200 000 до 1 миллиона тонн;
- Для взрыва глубоких отверстий можно использовать передовые технологии взрывной обработки. Такие как миллисекундная взрывная обработка, экструзионная взрывная обработка, бросковая взрывная обработка и направленная взрывная обработка, которые могут использоваться в зонах взрывных работ с особыми требованиями;
- Взрывные работы становятся безопаснее, а управление проще. Особых требований к взрывчатке нет, за исключением глубоких ям с водой. Детонационный метод также более гибок.
Применение
Взрыв в глубоких скважинах широко используется при рытье траншей, вскрыши, добыче полезных ископаемых и других производственных процессах крупных шахт. Объём его взрывных работ составляет более 90% от общего объёма взрывных работ на крупных шахтах.
Классификация:
Глубокие скважины делятся на вертикальные глубокие и наклонные глубокие. Вертикальные глубокие скважины чаще всего сверлят ударными пробойниками. Наклонные глубокие скважины в основном бурят шарошечными или погружными сверлами. Его наклон обычно составляет от 75° до 80°.
Вертикальный глубокий скважин
Преимущества
- Подходит для буровзрывных работ в различных геологических условиях;
- Технология эксплуатации вертикального бурения проще, чем наклонного;
- Скорость бурения относительно высокая.
Недостатки
- Доля крупных пород после взрывных работ относительно высока, фундаменты часто оставляются;
- Трещины часто возникают в верхней части ступеней, а устойчивость поверхности ступени относительно плохая.
Наклонный глубокий скважин
Преимущества
- Линия сопротивления относительно небольшая и равномерная. Нелегко добывать крупные камни и остатки корней после взрывных работ;
- Легко контролировать высоту и ширину взрывной сваи, что способствует повышению эффективности уборки и установки;
- Легко поддерживать угол наклона ступени и поверхность уклона гладкой, а также уменьшать нависающие части и трещины;
- Расстояние между буровым оборудованием и верхней линией ступенчатого склона относительно велико, что повышает безопасность персонала и оборудования.
Недостатки
- Техническая операция бурения наклонных глубоких скважин относительно сложна;
- Длина бурения больше, чем длина вертикального бурения;
- Засорение отверстий чаще всего происходит во время процесса зарядки.
Камерная взрывная обработка
Камерный взрыв заключается в помещении взрывчатки в заранее просверленную камеру и концентрации заряда. Не существует правил относительно количества взрывчатки, взрываемой каждый раз, и некоторые используют десятки, сотни или тысячи тонн. Поскольку объем взрыва одновременно велик, его также называют большим взрывом.
Применение
Карьеры используются только в период капитального строительства и при определенных условиях. Карьерные разработки используются, когда позволяют условия и когда потребность в добыче полезных ископаемых высока.
Преимущества
- Объём подготовительных работ невелик, а взрывные работы большого количества горных пород можно выполнить в короткие сроки;
- Применимо для горных пород различной твердости, особенно в местах со сложным рельефом и не ограниченных условиями строительства;
- Никакого специального оборудования для бурения не требуется, для раскопок камеры обычно можно использовать перфоратор;
- Особых требований к используемым взрывчатым веществам не предъявляется. Все взрывчатые вещества, используемые при глубоких взрывных работах, могут использоваться и при камерных взрывах.
Недостатки
- У операторов раскопок были плохие условия для бурения горных пород, и после взрывных работ осталось много крупных камней.
Миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий
В последние годы, поскольку мощность ковшей экскаваторов и производственная мощность карьеров резко возросли, количество взрывных работ, необходимых для карьеров, также увеличивается. Поэтому для удовлетворения потребностей новой землеройной техники необходимо использовать метод взрывных работ с большим объемом взрывных работ.
В настоящее время методом взрывной обработки с большим объемом одновременно являются миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий и экструзионная миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий. Этими двумя методами можно одновременно взрывать от 5 до 10 рядов взрывных скважин, а количество взорванной рудной породы может достигать 300 000–500 000 тонн.
Миллисекундная взрывная обработка представляет собой метод взрывных работ, при котором пакеты взрывчатых веществ в соседних шпурах взрываются за очень короткое время (рассчитываемое в миллисекундах) в заранее заданном порядке.
Преимущества
- Объём взрывных работ большой за один раз, что уменьшает количество взрывных работ и время на предотвращение взрывов, а также повышает коэффициент использования забойного оборудования;
- Улучшение качества дробления рудной породы, а скорость её образования больших блоков на 40–50% меньше, чем при однорядной взрывной обработке скважин;
- Эффективность бурового оборудования увеличивается примерно на 10–15%. Это связано с увеличением коэффициента использования рабочего времени и сокращением количества операций бурового оборудования и послевзрывных работ на участке засыпки;
- Эффективность горнодобывающего, погрузочного и транспортного оборудования повышается примерно на 10–15%.
Экструзионная миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий
Экструзионная миллисекундная взрывная обработка многорядных отверстий относится к многорядному миллисекундному взрыву, при котором взрывные сваи остаются на рабочей поверхности. Наличие шлаковой кучи создает условия для экструзии.
С одной стороны, это может продлить эффективное время взрывных работ и улучшить эффективность использования и дробления взрывчатых веществ. С другой стороны, он может контролировать ширину взрывной сваи, чтобы избежать разброса рудных пород.
Время экструзионной миллисекундной взрывной обработки многорядных отверстий предпочтительно на 30–50 % больше, чем при обычной миллисекундной взрывной обработки. Обычно используемый диапазон в карьерах в моей стране составляет от 50 до 100 мс.
Преимущества
- Эффект дробления рудной породы лучше. Это главным образом связано с тем, что передняя часть блокируется шлаковой кучей. Каждый ряд буровых отверстий, включая первый ряд, может увеличить количество шихты и полностью разрушиться под сжатием шлаковой кучи;
- Взрыв более концентрированный. Для шахт, использующих железнодорожный транспорт, нет необходимости разбирать тоннель перед взрывными работами, что повышает эффективность работы горно-погрузочного и транспортного оборудования.
Недостатки
- Расход взрывчатки большой;
- Рабочая площадка должна быть шире, чтобы вместить отвал шлака;
- Высота взрыва большая, что может повлиять на безопасность работы экскаватора.
Централизованная взрывная обработка упаковок взрывчатки
В централизованной взрывной обработке упаковок взрывчатки используется небольшое количество взрывчатки на дне просверленной взрывной скважины для расширения дна в полость, а затем взрывчатка загружается в мешок с концентрированным зарядом для взрыва, чтобы улучшить эффект взрыва и эффективность взрыва.
Применение
Централизованная взрывная обработка упаковок взрывчатки подходят только для взрывных работ в строительстве в условиях, когда имеется мало бурильных машин, обычные буровзрывные работы не могут удовлетворить производственные требования, а порода не очень твердая.
Преимущества
- Рабочая нагрузка на бурение небольшая, заряд взрывчатки большой, а объём взрывных работ большой за один раз;
- Высокая эффективность взрывной обработки и низкая стоимость взрывной обработки.
Недостатки
- Взрывные работы требуют много раз и занимают много времени;
- Взрывное воздействие концентрированное, что сильно разрушает дно склона и вызывает сильные взрывные вибрации;
- Летящие камни трудно контролировать во время взрывных работ;
- Комки во взрывной груде неровные и крупные, часто требуют вторичного распада и дробления.
Независимо от того, какой метод взрывных работ применяется, при проведении взрывных работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, устанавливать предупреждающие знаки, вести работу по бдительности для обеспечения безопасности персонала и имущества.