白云鄂博铁矿水孔爆破的技术方案研究

以白云鄂博铁矿为研究对象,为了改善露天矿水孔爆破质量,在分析水孔爆破现状及问题后,采用孔底水间隔装药和水封混合填塞方法进行爆破研究。实验结果表明,采用孔底水间隔装药平均每个矿区节约成本6 000元,同时有效地降低爆破根块的产生;采用水封混合填塞有效降低爆破根块的同时也降低了爆破尘毒,为探索露天矿水孔爆破技术取得了有意义的成果。     

深孔控制水封预裂爆破试验研究

通过现场考察深孔水封预裂爆破措施,分析了爆破措施后,工作面前方的瓦斯涌出和预测指标K1值、q值的变化情况。结果表明:深孔控制水封预裂爆破的防突机理是改变前方煤体地应力和瓦斯涌出速度共同作用的结果,确定了深孔控制水封预裂爆破钻孔的有效影响半径是2.0².5 m;实施深孔控制水封预裂爆破措施后,工作面瓦斯涌出量急剧增大,预测指标K1值最大值减小29.51%,平均值减小17.51%,预测指标有明显降低。     

半水封与水预湿联合降尘技术在昆阳磷矿的实验研究

为了控制爆破粉尘及有害气体的产生,依据降尘原理,在昆阳磷矿设计了四种方案开展爆破降尘实验。方案一为对照方案,方案二为单纯水预湿方案,方案三为单纯半水封方案,方案四为半水封与水预湿联合实施方案。通过现场试验得到如下结论:距爆区50m处起爆4s后2min内测得的粉尘平均浓度大小关系为方案一(0.51 mg/m3)方案二(0.43 mg/m3)方案三(0.24 mg/m3)方案四(0.17mg/m3)。综合考虑现场施工操作难易程度和实投际入,半水封与水预湿技术联合实施降尘效果最好,适用于昆阳磷矿的爆破降尘,为矿山创造了良好的工作环境,具有较好的推广应用价值。     

含水露天矿加强水封塞爆破技术研究

在露天矿山爆破中,台阶上部是大块产生的主要部位,一直未能得到很好的解决,当炮孔含水时这一问题尤为显著。鉴于目前很多露天矿山大多炮孔为水孔的情况,为了减少爆破时台阶上部产生的大块率,通过对高冲击下水介质特性的分析以及在和尚桥铁矿的现场试验,提出了大孔径加强水封塞爆破装药结构,即在炸药与填塞物之间留取一定长度的水柱,在水柱与填塞物之间设置加强封塞药包。经过对加强水封爆破技术的理论分析、计算及现场工程试验,结果表明大孔径加强水封塞爆破技术可改善台阶上部岩石爆破后的块度组成,大幅减少大块率,有效提高炸药有效能量利用率,降低爆破后二次破碎成本,提高矿山生产效率。同时,该技术可以有效降低爆破粉尘,创造良好的作业环境,在同类相似矿山推广应用,可以取得较好的经济效益和社会效益。     

水炮泥对降低矿尘和有害气体效果的卫生评价

水炮泥(水封爆破)在国内某些矿山已经采用,它可以提高炮眼利用率、降低单位药耗,减少炮烟,特别对降低因爆破产生矿尘的浓度和有害气体的含量有着良好效果,对安全生产和改善劳动条件等方面有一定作用。为此,我站与有关生产、研究单位,对水炮泥降尘及有害气体的效果进行实验,实验情况和测定结果如下:     

地下矿山大直径深孔分层崩矿水封孔装药结构的应用

地下矿山大直径深孔分层装药爆破时，每个炮孔要分段多次利用。固体封孔的装药结构频繁发生炮孔堵塞，水封孔爆破可有效地解决这一问题，但水封孔可能引起装药结构产生位移或泄漏本文列举了一些解决对策。     

水封爆破在沃溪坑口小规格巷道掘进的应用

基于沃溪坑口巷道浅眼钻爆掘进施工时存在炸药利用率低、爆破后有毒有害气体与粉尘浓度高、坑道断面形状不规范等难题,优化改进采用水封爆破技术,延长炮孔内炸药反应和爆生气体作用时间,提高能量利用率;爆破后孔口水袋破损,水气(雾)化后溶解有毒有害气体、冷凝吸附粉尘,改善井下作业环境;水封与光面爆破技术配合使用后,优化巷道断面形状。推广水封爆破技术后经济与社会效益明显,该技术在国内同类矿山具有普遍推广意义。     

地下水封石油储库硬岩大断面控制爆破

大型地下水封石油储库作为原油战略储备的一种重要手段,在世界范围内被普遍采用。地下水封储库不同于其他岩石地下工程,其跨度大、边墙高、开挖断面特大,同时要求爆破振动低、围岩损伤小、稳定性高,对开挖爆破有着更为严格的要求。本文以华南某地下水封石油储库硬岩特大断面爆破开挖为例,基于钻爆开挖的特殊要求,提出"大洞小打、分部开挖"的施工原则,划大断面为小断面,分层分次爆破。采用复式楔形掏槽、毫秒延迟起爆、周边孔光面爆破等技术,综合选取孔径、孔深、孔距、最小抵抗线、炸药单耗及炮孔数目等参数,精心设计炮孔布置、装药及起爆顺序,给出爆破方案。实践表明,爆破振动、炮孔利用率、壁面成型、开挖进尺等均达到了预期,较好地满足了洞库开挖要求,特大断面硬岩爆破设计能够取得良好的爆破效果,可为类似工程提供借鉴与参考。     

斜沟煤矿长距离掘进面爆破粉尘运移规律研究

为了解长距离巷道掘进爆破后粉尘粒子的空间运移规律,从而确定除尘技术参数、改善除尘效果和提高降尘效率,本文以斜沟煤矿为例,在13采区辅运上山掘进工作面进行粉尘浓度随时间变化的规律和爆破粉尘沉降规律实验,现场测定巷道粉尘沿程沉降规律和粒度分布规律,定点观测爆破时粉尘浓度与时间的变化规律。实验结果证明:爆破后在工作面周围的粉尘浓度经过40min乃至超过50min时仍明显大于规定的粉尘浓度值,随着粉尘与工作面的距离增大,不同粉尘颗粒的比例呈现不一样的变化规律。随粉尘粒径的增大,粒径大小不同的粉尘颗粒比例在减少。     

长距离掘进巷道爆破粉尘分布分析

为了解金属矿掘进爆破后粉尘粒子的空间运移规律,从而确定除尘技术参数、改善除尘效果、提高降尘效率,以某金属矿为例,在1100斜坡道掘进面开展爆破粉尘运移及粉尘浓度时间变化实验,实测巷道沿程粉尘沉降、空间粒度分布情况,定点监测爆破过程粉尘浓度随时间变化。实验结果表明：对于工作面不同粒径粉尘颗粒比例随着距工作面的距离增加,沉降及空间分布显现不同的变化趋势,粉尘浓度在爆破后经历40 min,甚至50 min以上仍远远超过规定的粉尘浓度。颗粒比例随粒径增大而减小,悬浮在空间的粉尘分散度分布较为一致。     

露天矿掘沟爆破的爆炸水雾场降尘技术研究

由于露天矿掘沟爆破的孔网参数小、炸药单耗高,与正常台阶爆破相比,露天掘沟爆破产生的粉尘浓度更高、扩散速度更快、污染危害更大。传统爆区地表洒水预浸润的方法仅能湿润浅表岩体,并且受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,矿用水炮车等远程喷淋降尘方法无法与爆破产尘同步实施。此外,爆破粉尘扩散后的被动治理难度大、效果差。通过Fluent数值模拟研究露天矿掘沟爆破粉尘的生成及初期扩展特性,提出了在掘沟爆区四周布设爆炸水雾场实施就地降尘的技术方案。通过爆炸水袋及爆炸水雾场定型正交试验,确定了爆炸水袋构成及爆炸水雾场的空间尺度及滞空时间等重要降尘技术参数。在白云鄂博铁矿现场降尘试验中按照“四周拦截、同步生成、就地吸附”的原则布设了爆炸水雾场,现场高速摄影分析表明:爆炸水雾场在爆破蘑菇粉尘云形成初期高速生成,对爆破粉尘实施就地拦截和同步吸附,实现了源头降尘的环保目标。测试结果显示:爆破粉尘的质量浓度降低了40%,为低粉尘掘沟爆破和露天矿山绿色开采提供了一种新的环保型技术。     

地下金属矿山矿房直接降尘技术

根据地下金属矿山矿房爆破后出矿时粉尘浓度大、持续时间长的特点,通过分析现阶段喷雾降尘方法存在缺点和不足的原因,提出利用高压降尘喷枪将降尘水直接作用于产尘源,从粉尘产生的源头上降低爆破后和出矿时的粉尘浓度。根据这一思路,设计制作了适用于地下金属矿山的降尘喷枪,通过传粉尘浓度感器控制降尘喷枪的开启,使降尘过程实现自动化。目前该技术已经在会宝岭铁矿现场进行了应用,较常规水幕降尘方法,可将爆破后等待炮烟时间缩短60%以上,可降低出矿巷道内粉尘浓度75%以上,降低上水平回风巷道内粉尘浓度60%以上。     

水力降低爆破尘毒试验研究

爆破后产生大量微细颗粒和有毒有害气体（简称为尘毒）,严重污染工作面的环境,经常导致中毒事故和矽肺病等职业病发生。为有效控制爆破粉尘和爆破有毒有害气体,从爆破尘毒机理分析出发,在自制的密闭容器内开展了不同装药结构的爆破尘毒控制试验。通过试验得出：采用孔口布置、孔底布置以及径向布置水间隔装药结构时,其粉尘吸附率分别为73.49%、71.08%和32.53%,CO吸收率分别为69.95%、36.85%、14.11%。综合考虑现场应用的可操作性,孔口水布置的降尘毒装药结构效果较好,易于现场操作。现场试验表明：采用微尘爆破装药结构后,粉尘浓度比对照试验要低70.27%～77.42%,具有较好的除尘效果,有效降低了通风除尘时间,验证了爆破水力除尘的可行性和可靠性,为矿山创造良好的生产作业环境提供了指导,具有较好的推广应用价值。     

冬瓜山铜矿某卸矿站综合防尘系统设计与应用

针对冬瓜山铜矿-580 m中段卸矿站粉尘污染严重的问题,提出了1套综合防尘系统,该系统由高压喷雾降尘系统、通风排尘系统和超限喷雾系统3个部份组成,高压喷雾降尘系统较彻底的解决了本水平下料的粉尘污染问题,本水平的降尘效率达到了80%以上,同时提高了其他水平的降尘效率;通风排尘系统应用后,在其它水平下料后5 min内,能使-580 m中段卸矿站粉尘浓度低于20 mg/m³;而超限喷雾系统的应用,使风流在通过水幕后其粉尘浓度降低70%以上。该系统实际应用取得了显著效果,可为类似矿山提供参考。     

露天爆破炮烟和粉尘初期性状模拟及防治技术研究

爆破烟尘是露天开采难治理的重要污染源,受爆破飞石、冲击波等有害效应影响,炮烟和粉尘蘑菇尘云的初始浓度和性状难以进行源头直接测试,致使针对爆破炮烟和粉尘的治理技术欠缺、方案设计和关键技术参数确定无据可依。本文针对露天(矿)爆破蘑菇烟尘的瞬时生成、高速强扩散特性,建立露天台阶深孔爆破粉尘生成模型,用数值模拟技术研究爆破破岩和抛掷堆积过程中爆破烟尘生成、扩展的初期特性,对台阶爆破烟尘进行了高速DIC技术现场测试,将DIC试验获得的实际烟尘云扩散结果与数值模拟成果进行对比研究,发现烟尘数值模拟研究成果与现场实测结果高度吻合,确定了露天在爆破烟尘生成、扩散初期进行爆区源头环保治理的技术方案。研发了与露天台阶深孔爆破匹配的爆炸水雾场生成技术,为露天爆破炮烟和粉尘的源头治理提供了技术支撑。在白云铁矿露天深孔爆破炮烟和粉尘的爆炸水雾降尘试验中取得了粉尘浓度降低40%以上的显著降尘效果。     

露天台阶爆破粉尘的爆炸水雾场拦截降尘技术研究

露天台阶爆破粉尘具有瞬时性、浓度高和扩散快等特点,危害采场作业人员身体健康,增加机械设备进风系统损耗,并污染周边大气环境。由于爆破飞石和冲击波等危害使人员、设备无法靠近爆区污染源,导致传统洒水降尘措施无法同步实施。采用数值模拟与现场试验相结合的方法研究爆炸水雾降尘,结合白云鄂博铁矿实际情况,建立了露天台阶爆破三维流场模型,分析了爆炸水雾场及爆破粉尘生成的技术特性。依据爆炸水雾场和爆破粉尘模拟结果,提出了爆炸水雾场拦截降尘的技术方案,确定了水袋在台阶坡面前16~21 m的合理布置范围,得到了爆破粉尘横向动态运移轨迹和时间之间的函数关系,确定了水袋合理激发延期时间,即Δt=t-1.21。利用SPSS软件对水雾定型试验结果进行了极差分析,确定了水袋规格和爆炸荷载优化组合。试验显示,爆炸水雾场生成空间尺度达18 m×8.7 m,水雾至最大空间尺度用时1.2 s。现场爆破降尘试验结果表明：在台阶坡面前18.5 m位置铺设水袋,设置其激发合理延时1 100 ms,测得距爆区50、100 m处粉尘浓度分别降低了43.6%、40.9%,实现了爆炸水雾场与爆破作业的同步实施,降尘效果显著。     

综采工作面喷雾隔降尘技术及应用

为了解决矿井综采工作面严重的煤尘问题,改善作业环境,基于喷雾降尘机理和先隔尘后降尘的思路,设计了一种新型喷雾隔降尘装置.现场应用结果表明:该装置对采煤机滚筒采煤时产生的煤尘进行包裹,防止煤尘扩散,全尘降尘效率为65.5%～76.9%,呼吸性粉尘的降尘效率为61.1%～71.4%;这种新型喷雾装置覆盖面积更大,雾化效果更好,且所需水压不超过3 MPa.     

露天深孔爆破自由面前水袋爆炸降尘关键参数研究

本文采用ANSYS Fluent数值软件与现场实验相结合的方法研究了水袋降尘原理,重点分析了水袋起爆时差与间隔距离对降尘效果的影响。结果表明:第一排水袋起爆与深孔爆破时差在1~1.5 s时,爆破水雾浓度较大且扩散范围最广,能够与爆破产生的粉尘云充分接触;第一排与第二排水袋起爆时差在0.5~1.0 s时,水袋沿途降尘效果较优;两水袋间隔距离在10~15 m时,爆破雾化的覆盖面积大,爆破后粉尘的捕捉能力更好。采用水雾捕尘措施后,50 m处落尘量与未采取措施相比增加了27 %,100 m处落尘量增加12 %,150 m处落尘量减少16 %,爆后50 s粉尘浓度降低36 %。水雾与尘粒作用,加速了尘粒的沉降,近区落尘量增加,远处落尘量减小。     

旋转喷雾降尘装置在掘进机上的应用研究

为更好地治理煤矿井下掘进工作面的粉尘危害,改善作业环境,基于掘进工作面的产尘机理、喷雾降尘机理和隔尘降尘思路,设计了一种新型旋转喷雾降尘装置,并对其在掘进机上的机载应用进行了研究。旋转喷雾降尘装置从掘进面的产尘源点进行捕尘、控尘以及二次负压降尘,达到有效隔尘降尘的目的,降尘效果比原有喷雾系统明显。