露天矿山爆破发展现状
随着科学技术的进步,露天矿山主要向着精细化、绿色化以及智能自动化三个方面发展。
一、精细爆破
社会分工越来越精细,专业化程度越来越高,露天矿已面临迈入精细生产时代。
精细爆破是通过定量的爆破技术、精心的爆破施工和精细的爆破管理,进行炸药爆炸能量释放与介质破碎抛掷等过程的控制。
精细爆破追求的目标比传统控制爆破更高,目的是爆破过程或效果更加可控,危害效应更低,安全性更高,经济效果更佳。
露天矿精细开采,是要实现露天采矿环境破坏、矿岩运输功、边坡开挖量与维护工作量等的最小化。
通过不断改进精细开采的工艺,配合精细生产管理,以获得最好的矿山开采经济效益、环境效益与社会效益。
二、绿色开采
近年来随着人们环境保护意识的不断提高,我国露天矿的开采大力倡导“绿色开采”理念。
“绿色开采”是将资源开发与环境保护联系起来,使二者相互协调,力争达到以牺牲最小的环境代价,创造出最高矿山资源开发率,协调优化矿山企业的经济效益与社会效益,助力于社会的长久发展和经济效益。
在实现露天矿山绿色开采的进程中,可以看出露天矿开采对环境的影响不但涉及范围广而且强度大。
露天矿在开采的过程中涉及了对土地、大气、水环境、生态、噪声、废弃物、社会及经济等多方面的影响。
三、智能自动化爆破
近年来,国内外露天矿台阶爆破技术智能自动化进展情况,总体上基本可归纳为以下几点:
①整体生产工艺已逐渐实现了自动化,从爆破设计、钻孔,一直到装药、爆破、装载均有实时监测;
②广泛采用顺序爆破、微差爆破和孔内分段爆破技术;
③能根据岩石特点,自动计算爆破参数,组合或选择不同的炸药品种;
④广泛采用了计算机智能爆破设计技术;
⑤采集生产过程有关数据,建立卡车调度系统;
⑥建立了较完善的数字矿山模型,基本实现了生产过程的全自动化。
在露天钻孔爆破作业环节,国内外矿山大量采用GPS 、格洛纳斯(GLONASS)、北斗等卫星定位技术,实现精确的炮孔与机载监控信息有机配合,大幅提高钻孔效率,降低钻孔爆破费用,取得良好效果。
如在钻车装上机载计算机和gps 自动定位设备,对钻机自动定位,并可以自动确定孔口高程,同时调节钻孔深度,使台阶高度保持一定。
目前大型露天矿常规采用大孔径高台阶爆破技术,台阶高度一般在10~25米,孔径一般在250~380毫米;中小型矿山台阶高度较低,孔径在90~165毫米。
爆破技术研究发展主要体现在下列四项。
①水耦合装药。
它是近代国内外发展起来的控制爆破技术,使炮孔壁的爆炸压力明显增加,作用时间明显增长,同时有效控制爆破飞石和空气冲击波和减少爆破对台阶引起的震动及爆生有毒气体量,爆破作用强度大、能量利用率高,从而达到安全、增效、降耗。
②深孔底部空腔爆破。
孔底空腔装药爆破技术采用孔底空腔间隔装药结构,降低爆破峰值压力,延长爆破作用时间,提高爆破能量利用率可以降低炸药单耗,减小对建基面的破坏,提高爆破质量和块度均匀程度。
国内东鞍山铁矿为典型代表,台阶高度13m,孔径260~270mm,深孔底部空腔爆破,底部装塑料筒或竹筒(长约1.3~1.5m)。
③空气间隙装药。
采用空气间隙装药结构,可以改善爆破能量在孔壁中的作用时间,有效提高爆破能量利用率,明显改善爆破效果的作用,最大限度地降低采矿综合成本。
近年来
国内先后有东北大学等单位相继在矿山开展空气间隙装药爆破试验,并取得效果良好。
④孔内多段装药。
主要通过改变装药结构,避免装药集中于炮孔中下部,使炮孔中上部也能承受炸药爆炸作用,从而提高爆破质量和效果。
在装药结构方面,底部一般多采用乳化炸药,提高爆力,中部为重铵油炸药,上部为铵油炸药。
起爆时采用孔内微差起爆,即下部先起爆上部后起爆;如果分段较多,则可采用先中间再下部最后上部的起爆方式。