Földalatti bánya sodródás földmunkák kőzetrobbantási terv
Bevezetés A földalatti bányaműködéshez szükséges kőzetrobbantás tervezése a bányászati folyamat kritikus része. A terv ésszerűsége közvetlenül befolyásolja a földmunkák hatékonyságát, költségeit, biztonságát és a környező kőzetre gyakorolt hatást. Az optimalizált kőzetrobbantási terv növelheti az előtolás sebességét, szabályozhatja a robbantás rezgését, megvédheti a környező kőzet stabilitását, és kedvező feltételeket teremthet a későbbi bányászathoz. Ez a cikk, több hivatkozás alapján, felvázolja a földalatti bányaműködéshez szükséges kőzetrobbantás tervezésének kulcsfontosságú elemeit és gyakorlati módszereit.
Robbantási terv előkészítése Geológiai állapotelemzés: Részletes ismereteket kell szerezni a bánya geológiájáról, beleértve a kőzettípusokat, a keménységet, valamint a repedések és hézagok eloszlását. Például a repesztés és a hézagképződés befolyásolhatja a feszültséghullámok terjedését és a kőzet törését. Pontos geológiai információkat kell gyűjteni terepi felmérések, fúrólyuk-adatok és geofizikai vizsgálatok révén. A különböző kőzettípusok és keménység eltérő robbantási paramétereket igényelnek; a kemény kőzet jellemzően nagyobb tölteteket és megfelelő furatkialakítást igényel.
Mérnöki követelmények meghatározása: Tisztázza a robbantási méreteket, a keresztmetszet alakját és a fejtési irányt. Például a kör és téglalap alakú robbantások eltérő robbantási terveket igényelnek; a téglalap alakú robbantások sarkaiban speciális furatelrendezésekre lehet szükség a profil szabályozásához. Vegye figyelembe a szükséges előrehaladási sebességet – a gyorsabb fejtés hatékonyabb robbantási technikákat és paraméterkombinációkat igényelhet.
Robbantólyuk elrendezésének kialakítása Réslyuk kialakítás:
A horonymarás módszerének megválasztása: A gyakori horonymarási módszerek közé tartozik az ék alakú horonymarás és az egyenes furatú horonymarás. Az ék alakú horonymarás közepesen lágy és puha kőzetekhez illik: a ferde horonylyukak ék alakú szabad felületet hoznak létre a későbbi robbantáshoz. Az egyenes furatú horonymarást kemény kőzetekhez használják, ahol a párhuzamos üres furatok szabad felületet és kompenzációs teret hoznak létre, míg a környező töltésű furatok a törést végzik. Innovatív horonymarási technikákat, mint például az üreghoronymarás és a töredékkidobásos horonyrobbantás (CCFT), tanulmányoztak és alkalmaztak; például a kettős dobólyukakkal rendelkező párhuzamos horonymarás (P-DFH) megerősíti az alsó tölteteket, és kétlépcsős robbanást hoz létre, amely teljesebb résüreget képez, leküzdve a hagyományos sűrű fúrás korlátait.
Résparaméterek meghatározása: Adja meg a résmélységet, a távolságot és a szöget. A résmélység jellemzően 15–20%-kal nagyobb, mint más robbantott lyukaknál, hogy biztosítsa a hatékony horonykészítést. Közepesen kemény kőzet esetén az ék alakú horonyszögek 60°–75° lehetnek, a távolság 0,5–1,0 m, a kőzet tulajdonságaitól függően. Egyenes furatú horonykészítés esetén az üres furatok és a töltött furatok közötti távolság általában 0,2–0,5 m.
Segédlyukak (mentőlyukak): A réslyukak és a kerületi lyukak közé helyezik őket, hogy növeljék a rés térfogatát és jobb szabad felületet hozzanak létre a kerületi töltetek számára. A segédlyukak közötti távolság általában valamivel nagyobb, mint a kerületi lyukak közötti távolság, és a robbanótöltetek is viszonylag nagyobbak lehetnek. Közepesen kemény kőzetek esetén a segédlyukak közötti távolság 0,6–0,8 m lehet, a töltetmennyiségeket a kőzet jellemzőihez kell igazítani.
Kerületi (kontúr) furatok: A sodródási profil szabályozására és a keresztmetszet tervezési méreteknek való megfelelésének biztosítására szolgálnak. A kerületi furatok távolsága és a töltetmennyiség kritikus fontosságú a profil szabályozása szempontjából. A numerikus szimuláció és a terepi tesztek azt mutatják, hogy bizonyos körülmények között – például a Kaiyang foszfátbánya mély sodrásaiban – a kerületi furatok S = 0,70 m távolsága, a β = 0,9 kg/m² lineáris töltéssűrűség és a ζ = 2,5 szétkapcsolási együttható jó kontúrrobbantási eredményeket eredményezett minimális túltörés/alultörés mellett. A homoktömörítés használata a kerületi furatokban csökkenti a környező kőzet károsodását és javítja a robbanóanyag energiafelhasználását.
Robbantási paraméterek tervezése Töltetmennyiség kiszámítása: A töltetmennyiség kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a robbantás eredményét, és általában a kőzet tulajdonságai, a furatátmérő, a furatmélység és a furattávolság határozza meg. A gyakori empirikus képletek közé tartozik a térfogatképlet és az egységnyi fogyasztási képlet. Például a Q = qV térfogatképlet, ahol Q a töltet, q az egységnyi kőzettérfogatra jutó robbanóanyag-fogyasztás, V pedig a robbantandó kőzet térfogata. Az egységnyi fogyasztási mennyiség (q) a kőzet szilárdságától függ, és általában 0,3–1,5 kg/m³ tartományban van.
Gyújtási sorrend és késleltetési idők: A racionális gyújtási sorrend és a késleltetési idők szabályozhatják a robbantási rezgést és javíthatják a törést. Jellemzően először a réslyukakat lőik ki, majd a segédlyukakat, és végül a kerületi lyukakat. A késleltetési időknek figyelembe kell venniük a kőzettörési és a dobási időket, valamint a rezgéscsökkentést. Például a réslyukak és a segédlyukak közötti késleltetések 25–50 ms, a segédlyukak és a kerületi lyukak közötti késleltetések pedig 50–100 ms lehetnek. Numerikus szimuláció és terepi tesztek segítségével optimalizálhatók a késleltetési idők a széttöredezés javítása és a rezgés csökkentése érdekében.
Robbantóanyagok és berendezések kiválasztása Robbanóanyag kiválasztása: Válasszon a bánya körülményeinek megfelelő robbanóanyag-típust. Földalatti szondázáshoz általában jó biztonságú és mérsékelt teljesítményű robbanóanyagokat – például emulziós robbanóanyagokat – használnak. Az emulziós robbanóanyagok jó vízállósággal és stabil teljesítménnyel rendelkeznek, így alkalmasak a legtöbb földalatti robbantási műveletre. Gázveszélyes szénbányákban csak a bányászati használatra jóváhagyott robbanóanyagokat szabad használni a biztonsági előírásoknak megfelelően.
Gyújtás és detonátor kiválasztása: Az általános indítóeszközök közé tartoznak az elektromos detonátorok és a sokkcsöves (nem elektromos) detonátorok. Az elektromos detonátorok egyszerűen és megbízhatóan működnek, de veszélyesek lehetnek kóboráramú környezetben. A sokkcsöves detonátorok ellenállnak a statikus és kóboráramoknak, és széles körben használják őket földalatti robbantásokban. Összetett robbantási környezetben elektronikus detonátorok is használhatók; ezek lehetővé teszik a pontos időzítést, javítva a robbantás hatékonyságát és biztonságát.
Robbantási hatás előrejelzése és kiértékelése Numerikus szimulációs előrejelzés: Numerikus szimulációs szoftver (pl. ANSYS/LS-DYNA) segítségével építsd fel a sodródó robbantás numerikus modelljét. A kőzetmechanikai paraméterek, a furatkialakítás és a robbantási paraméterek bevitelével szimuláld a kőzet törését, kilengését és rezgését a robbantás során. Például a szimulációk felmérhetik a különböző hornyolási módszerek és robbantási paraméterek hatását a földmunkák eredményeire, és alapot adhatnak a terv optimalizálásához.
Terepi kísérletek értékelése: Kisléptékű terepi kísérletek elvégzése a teljes körű földmunka megkezdése előtt. A robbantás hatékonyságának értékelése a kőzetfeldarabolódás, a sodródási profil kialakulásának megfigyelésével és a robbantási rezgés mérésével. A terv módosítása és optimalizálása a kísérleti eredmények alapján a nagyléptékű építkezések kielégítő teljesítményének biztosítása érdekében.
Biztonsági intézkedések A biztonsági távolságok meghatározása: A robbantási biztonsági távolságokat a robbanóanyag mennyisége és a kőzet tulajdonságai alapján kell meghatározni. A biztonsági távolságon belül jelölje meg és biztosítsa a tilalmi zónákat az illetéktelen hozzáférés megakadályozása érdekében. Földalatti sodródó robbantás esetén a biztonsági távolságok általában 100–300 m között vannak, a konkrét értékeket eseti alapon számítják ki.
Szellőzés és porszabályozás: A homokszórás gázokat és port termel, amelyeket azonnal el kell távolítani. Használjon lokalizált szellőzőventilátorokat, csatornákat és egyéb szellőzőberendezéseket a levegő biztonsági előírásoknak való megfelelésének biztosítása érdekében. Ezenkívül használjon vízpermetet és párásítást a munkavállalók pornak való kitettségének csökkentése érdekében.
Robbantási rezgésszabályozás: Csökkentse a robbantás rezgéseinek hatását a környező kőzetre és szerkezetekre a robbantási paraméterek optimalizálásával – a töltetméret szabályozásával, valamint megfelelő gyújtási sorrendek és késleltetések alkalmazásával. A rezgésérzékeny területeken az előhasítás, a sima robbantás és más szabályozott technikák tovább korlátozhatják a rezgést.
Következtetés A földalatti bányahántási munkálatok kőzetrobbantási tervének kidolgozása összetett, szisztematikus feladat, amely megköveteli a geológiai körülmények, a mérnöki követelmények, a robbantóanyagok és a biztonsági intézkedések figyelembevételét. Racionális furatkialakítással, pontos robbantási paraméterek tervezésével, a robbanóanyagok és indítórendszerek megfelelő kiválasztásával, valamint szigorú biztonsági eljárásokkal hatékony, biztonságos és gazdaságos hántási munkálatok érhetők el. Numerikus szimulációt és terepi kísérleteket kell alkalmazni a robbantási teljesítmény előrejelzésére és értékelésére, valamint a tervek folyamatos optimalizálására, hogy megfeleljenek a különböző bányák sajátos körülményeinek, javítsák a bányászati hatékonyságot és a gazdasági megtérülést.
