董曉斌

（黑龍江省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江哈爾濱150030）

探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術(shù)分析

董曉斌

（黑龍江省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江哈爾濱150030）

本文圍繞黑龍江省鐵力市大安河金礦探礦坑道作業(yè)為實(shí)例分析，對粉塵與炮煙控制技術(shù)進(jìn)行了闡述與分析，展開試驗(yàn)研究，并提出探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術(shù)應(yīng)用中需要考慮的其他因素，希望能夠從理論層面上為我國探礦工程的發(fā)展提供一點(diǎn)支持與指導(dǎo)。

探礦坑道；爆破；炮煙；控制

引言

對于坑道爆破而言，由于會產(chǎn)生大量粉塵與炮煙，如果沒有采取有效的處理與防護(hù)措施，那么就有可能造成嚴(yán)重的安全事故。以甘肅省某礦區(qū)探礦坑道為例，該工程所處環(huán)境十分惡劣，地下空間相對狹窄，坑道內(nèi)通風(fēng)不足，存在嚴(yán)重的粉塵與炮煙濃度超標(biāo)問題。為了解決這一問題，保障作業(yè)人員人身安全，就必須圍繞探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術(shù)展開研究與分析。

1 粉塵及炮煙控制技術(shù)

小斷面探礦坑道空間相對狹窄，因此在實(shí)施爆破之后，受限于擴(kuò)散空間，粉塵和跑安濃度超標(biāo)現(xiàn)象十分普遍。此時(shí)就需要針對這一問題采取相應(yīng)的控制方法，例如利用濕式鑿巖、水封爆破、機(jī)械強(qiáng)力排塵等方法，對煙塵進(jìn)行控制。以甘肅某探礦坑道為例，工程項(xiàng)目部圍繞粉塵與炮煙控制技術(shù)進(jìn)行研究與嘗試，并結(jié)合上述幾種煙塵控制方法展開實(shí)驗(yàn)。具體闡述如下。

1.1 濕式鑿巖技術(shù)

所謂的濕式鑿巖技術(shù)，就要通過釬頭的水孔給水，通過水濕潤破碎中的孔底巖石，并向孔外排放。為了對濕式鑿巖控塵效果進(jìn)行驗(yàn)證，選擇工程中兩個(gè)坑道1#、2#進(jìn)行試驗(yàn)，分別采用濕式鑿巖與干式鑿巖的方法。通過實(shí)驗(yàn)，得出1#坑道粉塵濃度降低了81.6%，2#坑道降低了79.5%?；谙嗤耐獠凯h(huán)境，根據(jù)鑿巖工與巖石的不同，鉆鑿炮眼產(chǎn)生的粉塵量也有所差異。因此，必須對濕式鑿巖數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建立，為優(yōu)化濕式鑿巖技術(shù)提供支持，使塵源封堵效果得到改進(jìn)。

1.2 水幕過濾技術(shù)

在坑道工程航道頂部或兩幫，將數(shù)個(gè)噴霧器安裝在水管上，其形成的噴霧即水幕。具體如下圖所示。

圖1 巷道水幕示意圖

噴霧器可以將水流霧化，形成細(xì)微水滴，并在空氣社噴射，進(jìn)而濕潤巖堆、巷道周壁與空氣中的粉塵，塵粒之間會相互附著，并凝聚成較大的顆粒，并沉降或提高附著性，如此降塵就得以實(shí)現(xiàn)。此外，這種方法也可以使炮煙得以消除，使通風(fēng)時(shí)間得以縮短。

在布置噴霧器的過程中，應(yīng)在巷道斷面盡可能布滿水幕，并與塵源靠近。安設(shè)凈化水幕的巷道應(yīng)確保具有完整支護(hù)與平整的壁面，不可存在斷裂破碎情況。在3#探礦坑道中，對耗水量為11.2L/（個(gè)·min）的PZA-2.5/55錐型噴霧器加以使用。各將水幕設(shè)置在距工作面15、35、55處，并在爆破前2～3min將噴霧器打開。根據(jù)測算，在流經(jīng)第一道、第二道、第三道水幕之后，工作面含塵風(fēng)降塵率分別達(dá)到60%、79%、98%左右，基本控制了粉塵濃度，成效比較突出。

為了充分發(fā)揮排煙除塵技術(shù)的作用，設(shè)置四種不同條件，圍繞3#坑道進(jìn)行試驗(yàn)，具體效果如下圖所示。

圖2 不同條件下粉塵濃度

根據(jù)上圖，可以看出，有噴霧，有通風(fēng)的條件下，不管是排煙除塵率，還是時(shí)間都取得了最理想的效果，在27min時(shí)，就可以完全排除粉塵與炮煙。

1.3 水炮泥封堵技術(shù)

將部分炮泥用裝水塑料袋代替，然后填在炮眼中實(shí)現(xiàn)封堵，即水炮泥封堵技術(shù)。在爆破過程中，破裂的水袋會釋放出來的水會在高溫高壓條件下氣化，并與塵粒凝結(jié)，如此就可以實(shí)現(xiàn)降塵。該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢十分突出，例如在爆破中使用該項(xiàng)技術(shù)，粉塵量得以降低，并且有毒氣體也得到控制，通風(fēng)時(shí)間也得以縮短，作業(yè)循環(huán)得以推進(jìn)；此外，該項(xiàng)技術(shù)能夠使堵塞更加嚴(yán)密，在爆破效率上也得到了很大提升。

以4#探礦坑道中對水炮泥封堵技術(shù)的應(yīng)用為例，下圖分別為水炮泥裝填結(jié)構(gòu)與水袋結(jié)構(gòu)。

2 其他因素

為了使粉塵與炮煙得到有效控制，還需要綜合考慮各方面因素，例如炸藥類型、巖層地質(zhì)條件以及炮孔鉆鑿質(zhì)量等等。選擇炸藥時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮零氧平衡或接近領(lǐng)養(yǎng)平衡，爆破工藝的選擇也要對巖層地質(zhì)條件變化情況進(jìn)行分析，只有如此才能夠使爆破效果得到改進(jìn)，使粉塵與炮煙得到有效控制。

結(jié)語

圖3 水炮泥布置

圖4 自動封口水炮泥

為了降低試驗(yàn)成本，以高分子聚乙烯作為水袋材料，這種水袋在經(jīng)濟(jì)上具有突出優(yōu)勢，并且質(zhì)量較好，裝滿水后可自行封閉。水袋充水應(yīng)采用70kPa表壓的壓力水，并對炸藥量與水袋數(shù)量比例進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，通常以2∶1為宜。根據(jù)試驗(yàn)，可知相較于單純土炮泥，水炮泥封堵技術(shù)消耗的炸藥量要少5.8%，炮煙量也得到控制，并且降低了20%～50%左右的微細(xì)粉塵量。

本文以黑龍江省鐵力市大安河金礦探礦坑道作業(yè)為實(shí)例分析，圍繞爆破粉塵與炮煙控制技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)與分析，根據(jù)結(jié)果，可知在爆破粉塵與炮煙治理中，必須將各種先進(jìn)的技術(shù)方法結(jié)合到一起使用，只有如此才能夠使控制效果達(dá)到最佳。就小斷面坑道而言，在未來爆破粉塵與炮煙控制技術(shù)發(fā)展過程中，必然需要圍繞經(jīng)濟(jì)性、高效性以及實(shí)用性等方面進(jìn)行分析與研究。

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