爆破技术在采矿工程中的应用探析

(整期优先)网络出版时间:2022-07-29
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爆破技术在采矿工程中的应用探析

郭晓可

身份证号码:410402197710212036

摘要:随着我国经济的不断发展,各行各业都有了很大的进步,各种矿产资源的消耗量不断增加。为了满足矿产资源的高速消耗,矿山企业应用了越来越多的高新技术,爆破技术的应用就是其中的关键之一,进一步提高了采矿工程的效率。但是,由于爆破技术具有极高的危险性,这就要求我们在应用这项技术时要做好安全保障工作。因此,我将在本文中探讨爆破技术在采矿工程中的应用,希望能促进我国矿业的发展。

关键词:爆破技术采矿工程应用

引言

随着我国工业的不断发展,对各种矿产资源的需求日益增加。为有效满足矿产资源供应需求,各类矿产开采企业全力生产,并开始在生产中尝试一些新的生产技术。其中最关键的是爆破技术的应用,大大提高了采矿生产的效率。目前爆破技术很多,各有各的特点。只有充分掌握爆破的特点,才能充分发挥其技术优势。

1爆破技术概述

过去,交通工程建设中通常采用爆破技术。随着对矿产需求的增加,近年来在矿产开发中的应用越来越多。它主要是基于炸药爆炸效应的利用,充分利用其爆炸瞬间产生的大量能量,使一类物质的结构将被压碎。[2]随着这项技术的不断发展,它在矿产开发中的应用越来越多,已经成为一项必备技术。目前我国爆破技术常用的炸药是乳化炸药和硝酸铵炸药,起爆器种类繁多。经常使用电子雷管和数码电子雷管。

我们常用的爆破开采技术主要是利用炸药爆炸的原理。它的炸药在外力作用下会爆炸,然后释放出大量的热量,从而有效地形成高热气体。这样可以利用炸药的爆炸效应,粉碎矿石的结构,有利于我们采矿工作的开展。因此,在爆破技术的实际应用过程中,应制定相关的规范和标准,同时采取安全防范措施,使爆破技术在安全的情况下发挥作用。

2爆破技术的原理基础

爆炸物质会在极短的时间内发生一系列的物理化学变化,对被爆物质做功,产生巨大的能量释放,并可能伴随声、光、电、热等可能的效应。主要的爆炸类型一般有物理爆炸、化学爆炸、核爆炸等。因此,应用于采矿工程时,应首先进行现场勘探,以确定最终的爆炸类型和作用条件。第一,这是一个放热反应,会在高速下剧烈进行并产生。同时,有效的地质调查的第一点是分析地质资料,然后设计相应的开拓方案,然后组织施工,并根据这些资料指导和支持整个爆破过程。一系列工作完成后,将对整个矿山爆破工程进行验收,进一步提高工程质量。采矿是一种高风险作业,对工作人员的要求非常高。矿工应事先接受专业培训,充分熟悉采矿作业的特点,提前采取安全防护措施,尽可能避免危险事故的发生。此外,对于矿址的选择,应事先进行系统的调查和充分的地质勘探。矿产资源是不可再生的,不能任意选择。由于采矿环境艰苦和工资低,工作人员的流动性也很大。因为每次开采工作周期长,但是消耗速度很快,需求巨大。目前资源还不能弥补消费需求,所以深度开发还在继续。这些都在一定程度上导致了贫矿的出现。这些都是今天的劣势。因此,大力提高采矿技术,采用现代化手段,保证爆破技术质量,可以更好地提高资源利用率,尽可能满足社会生产的需要。

3采矿工程中的常用爆破技术

3.1雷管爆破技术

雷管爆破技术是应用最广泛也是最简单的爆破技术,有普通雷管爆破和电子雷管爆破两种方式。普通雷管的点火时间由化学导索燃烧控制,而电子雷管的点火时间由电子定时电路控制,这是两者的主要区别。与普通雷管相比,电子雷管具有起爆时间容易控制、易于实现连续爆破、爆破效果好等优点。但电子电路设计比较复杂,需要采用滤波技术来防止电流噪声对起爆电路的干扰,无形中增加了使用成本。

3.2等离子喷砂技术

该技术是在传统火药爆破技术基础上发展起来的一种新的爆破方法。与传统技术相比,该技术既能有效保护爆破前的环境,又能有效避免爆破过程中的环境污染,因此该技术具有优良的环保性。从技术原理上看,等离子爆破技术主要依靠电能进行爆破,而不是传统的化学能。当电流发起冲击时,还能对爆破材料产生巨大的能量,最终达到爆破的目的。这项技术所需的能量主要储存在储能电容中。爆破技术的具体操作过程是:首先对待爆破岩体进行钻孔,然后向孔内注入电解液;其次,将电极板放入孔中,并确保电极板可以重复使用;最后,爆破开始后,电容器会释放之前储存的能量,这些能量会被电解液转化。此时产生的等离子火焰具有高温高压的特点,从而实现岩石的爆破。产生等离子火焰的原因是电容器底部有一个封闭的空间,在这里积聚了大量的电能,会激发电解液,使其转化为等离子体。等离子爆破技术的应用场景主要有两种:一是碎石的二次爆破,在碎石车上安装爆破设备实现大体积碎石的爆破,常用于露天矿山和地下矿山;其次,对硬度高的岩石进行爆破,爆破的连续性强,基本不会造成什么伤害。

3.3精确爆破技术

精确爆破技术可分为预裂爆破和光面爆破两种方式。预裂爆破是在主爆区爆破前,根据地质和岩体的特点,爆破出一定宽度的贯通裂缝,起到缓冲和阻挡爆炸波的作用,减少对主爆区的副作用。光面爆破是在主爆区爆破前先爆破一排炮孔,同时起到缓冲和阻挡的作用,然后对主爆区的岩石进行大面积爆破。精确爆破技术在地质结构不稳定、实现复杂、技术水平要求高的山地工程建设项目中应用较为广泛。

4露天矿山爆破振动控制技术

爆破振动是施工过程中不可避免的自然现象,影响着矿山的生产安全,一直被视为露天矿需要解决的首要灾害。如何将爆破震动强度控制在安全范围内,是目前的一大难题。基于爆破振动峰值速度理论,分析地下矿山爆破振动产生的冲击波对围岩地层的影响范围,进而评价地下巷道的稳定性。用统计学方法建立了东川岭矿爆破振动传播模型,在保证爆破效果的情况下,采取了降低炸药量的减振措施。根据地震波传播理论,从爆破振动频率和速度的角度,对爆破区周围房屋的稳定性进行了评价。将现场监测和数值模拟相结合,对建筑物的动力响应特性进行分析,为建筑物的安全性和稳定性提供预测。(1)与无阻尼孔的试验相比,单排阻尼孔的最大振动峰值速度可降低56.1%;而双排阻尼孔方案的峰值振动速度接近相同位置单排阻尼孔的0.62倍,最大减振率达到71.4%,双排阻尼孔的减振效果更加明显。(2)按照双排阻尼孔的布置方案,监测到的加速度振动水平接近于同位置无阻尼孔的0.59倍,同位置有单排阻尼孔的0.68倍,最大阻尼率可达单排阻尼孔的3倍,阻尼效果显著。(3)阻尼孔的存在导致阻尼孔周围介质的力学性质与原岩介质有较大差异,阻尼孔的存在对岩石介质有明显的阻隔作用。

结语

爆破技术能极大地促进施工进度和质量,但也给施工安全带来了极大的安全隐患。因此,在采取各种安全防护措施后,必须统筹考虑,采用爆破技术。结合作者的工作经验,简要介绍了爆破技术的原理及各种炸药和起爆器,分析了采矿工程建设项目中常用爆破技术的特点和适用范围,指出在施工中要根据具体的工程特点合理选择。在采矿工程中应用爆破技术时,还应考虑当地地质水文环境和地形对爆破的影响。同时,应根据以上因素设计科学合理的爆破参数,以达到理想的爆破效果。最重要的是采取各种安全防护措施,避免人员伤亡。

参考文献

[1]刘志龙,孙斌.露天采矿中深孔爆破技术的应用[J].中国金属通报,2019(12):237+239.

[2]刘志龙.大孔径采矿爆破及采场边界控制爆破技术[J].世界有色金属,2019(20):189-190.

[3]杨杰.略谈爆破技术在采矿工程中的应用[J].世界有色金属,2019(11):41-42.

[4]李斌,吴红云,李文相,常吕奎.爆破技术在采矿工程中的应用探析[J].世界有色金属,2019(04):231+233.

[5]夏汉.采矿工程中的爆破技术应用及相关问题研究[J].世界有色金属,2017(17):78-79.