Phân tích và so sánh công nghệ nổ mìn trong kỹ thuật khai thác mỏ: nổ đá CO2 VS nổ mìn
Trong khai thác, trước tiên quặng phải được tách ra khỏi khối đá và đá xung quanh mái thân quặng thông qua việc nổ mìn khai thác, sau đó được nổ thành một đống nổ nhất định theo yêu cầu của dự án và chia thành các khối có kích thước nhất định để tạo ra điều kiện cho việc xúc và vận chuyển tiếp theo. Công nghệ nổ mìn đã phát triển nhanh chóng cùng với việc xây dựng các dự án khai thác mỏ. Các phương pháp nổ mìn khác nhau có tác động lớn đến chi phí khai thác. Trong toàn bộ quá trình khai thác, chi phí nổ mìn chiếm khoảng 20% tổng chi phí. Việc lựa chọn phương pháp nổ cụ thể theo cấu trúc đá của mỏ không chỉ có thể nâng cao hiệu quả nổ mà còn tiết kiệm chi phí khai thác.
Việc khai thác rất nguy hiểm nên việc nổ mìn chỉ có thể được thực hiện sau khi có quy trình phê duyệt nghiêm ngặt. Một số khu vực khai thác nằm gần các tòa nhà. Vì vậy, khi nổ mìn không chỉ cần quan tâm đến hiện tượng mảnh lớn, nền móng mà còn phải tránh hiện tượng rung, đá bay, bụi càng nhiều càng tốt để tránh ảnh hưởng đến công trình và cư dân xung quanh. Trong quy trình nổ mìn khai thác truyền thống, phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là nổ mìn. Vụ nổ có sức công phá mạnh mẽ và có sức tàn phá cao đối với đá. Nó có thể đáp ứng hiệu quả các yêu cầu nổ mìn, nhưng có những mối nguy hiểm lớn về an toàn. Vì vậy, thủ tục phê duyệt thuốc nổ tương đối phức tạp. Để giải quyết vấn đề này, một hình thức nổ mìn tương đối mới đã xuất hiện trong xã hội, đó là nổ đá CO2.
Thiết bị bẻ gãy CO2 sử dụng nguyên lý vật lý là CO2 lỏng hấp thụ nhiệt và nở ra, áp suất tăng nhanh. Nó bao gồm một ống thép chứa đầy CO2 lỏng, bộ kích hoạt, bộ phận giải phóng năng lượng, bộ phận bơm hơi, bộ phận kết nối mạch đánh lửa và các bộ phận phụ trợ kết nối khác. CO2 lỏng được khí hóa ngay lập tức bằng cách đun nóng bằng chất kích hoạt, giải phóng năng lượng khí áp suất cao để làm nứt các vật liệu mục tiêu như đá, vỉa than và bê tông. Nó giải quyết những thiếu sót của quá trình khai thác và phân tách trước bằng chất nổ, chẳng hạn như sức tàn phá cao, mức độ nguy hiểm cao và sự nghiền nát thân quặng, đồng thời cung cấp sự đảm bảo đáng tin cậy cho việc khai thác và phân tách trước an toàn trong các mỏ. So sánh ưu nhược điểm của phương pháp nổ mìn vànổ đá CO2
Ưu điểm của vụ nổ nổ: 1. Sức mạnh mạnh và hiệu quả nghiền nát đáng kể; 2. Chi phí nổ mìn tương đối thấp; 3. Quy trình nổ mìn đơn giản, hiệu quả nổ mìn cao Nhược điểm: 1. Hệ số rủi ro cao và khó phê duyệt; 2. Sức tàn phá cao, dễ ảnh hưởng đến công trình và cư dân xung quanh; 3. Nghiền nát mạnh, dẫn đến giảm khả năng sử dụng đá; 4. Ô nhiễm tiếng ồn và bụi nghiêm trọng, không thân thiện với môi trường.
Ưu điểm củanổ đá CO2: 1. Không cần phê duyệt nghiêm ngặt, dễ sử dụng; 2. Độ ồn thấp, giảm ảnh hưởng tới cư dân xung quanh; 3. Bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm môi trường; 4. Giảm thiểu yếu tố rủi ro và độ an toàn cao; 5. Tránh nghiền nát thân quặng và cải thiện việc sử dụng đá; 6. Một số thiết bị có thể được tái sử dụng.
Nhược điểm: 1. Các bước quá phức tạp và không hiệu quả; 2. Nó không thích hợp cho các hố móng sâu hoặc các bề mặt làm việc có độ chuyển động kém; 3. Không thể đạt được nổ mìn nhiều hàng và sản lượng thấp; 4. Chất kích hoạt được sử dụng là vật dụng dùng một lần với giá thành cao; 5. Quá trình làm đầy ống nổ và thi công tại chỗ tương đối phức tạp và yêu cầu chất lượng đối với hố nổ tương đối cao.
Mặc dùnổ đá CO2 Có thể bù đắp cho vấn đề khó khăn trong việc phê duyệt nổ mìn nhưng việc thay thế vị trí nổ mìn truyền thống trong thời gian ngắn vẫn khó có thể thay thế được vì lực nổ yếu hơn thuốc nổ và giá thành cao hơn. Phần sau đây chủ yếu phân tích cách tối ưu hóa các thông số của phương pháp nổ mìn truyền thống và giảm chi phí cho việc nổ mìn. Tối ưu hóa thông số nổ mìn để giảm chi phí nổ mìn
Toàn bộ quá trình khai thác lộ thiên bao gồm khoan, nổ mìn, xúc, vận chuyển và nghiền, trong đó chi phí khoan và nổ mìn chiếm khoảng 20% tổng chi phí của toàn bộ quy trình khai thác. Vì vậy, cần phải lựa chọn phương án nổ mìn phù hợp để giảm chi phí khai thác mỏ một cách hiệu quả. Để giảm chi phí cho việc nổ mìn, thường phải thông qua các liên kết sau để tối ưu hóa các thông số nổ mìn.
1. Khảo sát địa chất
Mức độ chi tiết của khảo sát địa chất có tác động đáng kể đến hiệu ứng nổ mìn. Trước khi nổ mìn, một đội chuyên nghiệp có thể được yêu cầu tiến hành đo ngữ pháp ảnh khối đá trên sườn dốc của bậc mỏ để thu được hình ảnh kỹ thuật số về cấu trúc vĩ mô của khối đá và sử dụng một số công nghệ nhất định để phân tích độ cứng và tính toàn vẹn của đá. .
2. Tính chi phí nổ mìn
Dựa trên các thông số nổ mìn hiện tại của mỏ, hiệu quả nổ mìn được đánh giá định lượng bằng cách phân tích thống kê tốc độ nổ khối lớn, tính toán mối quan hệ giữa thông số nổ chính và tốc độ nổ khối lớn, sau đó phân tích chi phí nổ mìn. Tỷ lệ khối lớn sẽ không chỉ ảnh hưởng đến chi phí nổ mà còn ảnh hưởng đến chi phí xẻng, chi phí vận chuyển và chi phí nghiền thứ cấp. Thứ hai là tối ưu hóa các thông số nổ mìn và tìm ra phương án nổ mìn tốt nhất.
3. Tối ưu hóa thông số nổ mìn
Việc nổ mìn lộ thiên thường yêu cầu các cọc nổ tập trung sau khi nổ, kích thước khối đồng đều và kiểm soát tốc độ khối lớn. Kết hợp với các yêu cầu này và xem xét việc giảm chi phí nổ mìn, nhìn chung cần bắt đầu với các thông số như chiều cao bước, chiều cao lấp đầy, chiều dài điện tích, cấu trúc điện tích và phương pháp kích nổ, thời gian trễ và mạng kích nổ để tối ưu hóa.
(1) Chiều cao bậc thang
Chiều cao bước chủ yếu được tính bằng đường kính của lỗ nổ. Đồng thời, đối với các mỏ có độ sâu khai thác nhất định, khi chiều cao bậc nhỏ, đơn vị tiêu thụ thuốc nổ có thể giảm nhưng số bước, tổng chiều dài lỗ thủng và mức tiêu thụ thiết bị nổ sẽ tăng lên. Tuy nhiên, nhìn chung chi phí cho việc nổ mìn xuyên thủng sẽ giảm đi. Vì vậy, chiều cao bậc của mỏ có thể giảm xuống mức hợp lý nhất có thể tùy theo tình hình thực tế và sản lượng hàng năm của mỏ.
(2) Chiều dài nạp và chiều dài sạc
Trong quá trình nổ mìn mỏ, khi các mối nối, vết nứt phát triển thì việc tăng khoảng cách giữa các lỗ nổ có thể đạt được hiệu quả nổ tốt hơn. Để tận dụng tối đa chiều dài lỗ thủng, mỗi lỗ nổ, ngoài việc đáp ứng yêu cầu về chiều dài lấp đầy, chiều dài còn lại được sử dụng để sạc.
(3) Cấu trúc sạc và phương pháp kích nổ
Để nâng cao hiệu quả nổ và đáp ứng các yêu cầu về kích thước khối nổ, cấu trúc sạc có thể áp dụng cấu trúc sạc liên tục dạng cột và phương pháp kích nổ áp dụng kích nổ dây nổ. Đối với chất nổ không có độ nhạy của ngòi nổ thì có thể sử dụng bom nổ để kích nổ. Đưa ngòi nổ vào quả bom nổ và đảm bảo lỗ thu năng lượng của ngòi nổ hướng lên trên để kích nổ quả nổ.
(4) Thời gian trễ
Có một công thức thực nghiệm chung để tính thời gian trễ, cụ thể là △t=kB, trong đó B là đường kháng cự, k là hệ số trễ và phạm vi giá trị của k là 3-8, với giá trị nhỏ đối với đá cứng và một giá trị lớn cho đá mềm. Giá trị cụ thể cần được xác định dựa trên việc khảo sát mỏ. Trong trường hợp bình thường, thời gian trễ là 65ms.
(5) Mạng lưới nổ
Vụ nổ vi sai có thể kiểm soát hiệu quả sóng xung kích, rung động, tiếng ồn và đá bay. Nó vận hành đơn giản, an toàn và nhanh chóng, có thể thổi gần đám cháy mà không gây hư hại. Mức độ phân mảnh tốt, có thể nâng cao hiệu quả nổ mìn và lợi ích kinh tế kỹ thuật. Khi sử dụng phương pháp nổ vi sai, mạng kích nổ có thể được bố trí bằng phương pháp mạng kích nổ hình chữ V hoặc xiên. Để xây dựng phương án nổ mìn phù hợp nhằm giảm chi phí nổ mìn và đáp ứng yêu cầu nổ mìn, chúng ta có thể sử dụng chi phí làm hàm mục tiêu để tối ưu hóa các thông số nổ mìn, nâng cao hiệu quả sản xuất và lợi ích kinh tế của mỏ. Biện pháp phòng ngừa an toàn xây dựng
1. Tiến hành thi công đúng yêu cầu thiết kế 2. Đảm bảo chất lượng và mật độ lấp đầy 3. Tăng cường công tác canh gác tại các nút giao thông và đường trục 4. Sơ tán thiết bị và người đến khu vực an toàn nổ mìn trước khi nổ 5. Kíp nổ phải vào khu vực an toàn nổ mìn hầm trú ẩn để tăng cường sự an toàn của chính họ
