Cinci metode de explozie minieră: Care se potrivește operațiunii dumneavoastră?
Exploatarea minieră în cariere deschise este de obicei descrisă ca o secvență de foraj, explozie, încărcare, transport și eliminare a deșeurilor. Printre aceste etape, explozia minieră reprezintă adesea aproximativ 15% până la 20% din costul total de producție în cariere deschise. Mai important, calitatea fragmentării afectează productivitatea excavatorului, încărcarea camioanelor, eficiența concasării, stabilitatea pantei și costul final pe tonă.
Nu există o singură metodă de împușcare care să funcționeze cel mai bine pentru fiecare mină. Alegerea corectă depinde de condițiile rocilor, scara de producție, geometria bancului de exploatare, echipament, limitele de mediu și reglementările locale.
1. Sablare în gropi superficiale
Pușcarea în găuri superficiale utilizează în mod normal găuri mai mici, de obicei cu diametrul de aproximativ 30 până la 75 mm. Adâncimea găurii este în general sub 5 m, deși poate ajunge la aproximativ 8 m sau mai mult atunci când se utilizează o foreză jumbo.
Această metodă este utilizată în mod obișnuit pentru:
Mine mici în carieră deschisă
Cariere mici
Excavarea tunelului
Rupere secundară
Tăieri de drumuri
Construcția unei noi mine
Lucrări speciale de excavare
Principalul său avantaj este flexibilitatea. Găurile superficiale sunt mai ușor de poziționat și pot fi găurite cu echipamente relativ compacte.
Limitarea este volumul producției. Pușcarea în gropi superficiale este de obicei mai puțin potrivită pentru bancurile mari, unde mina trebuie să mute sute de mii de tone într-un singur ciclu.
2. Sablare la banc de lucru în găuri adânci
Sablarea în gropi adânci folosește echipamente de foraj pentru a crea găuri mai adânci care servesc drept spațiu de încărcare pentru produsul de sablare aprobat. În minele în carieră deschisă, se utilizează în principal pentru sablare de producție pe bancuri.
Intervalele de referință tipice sunt aproximativ:
Adâncimea găurii: 15 până la 20 m
Diametrul găurii: 75 până la 310 mm
Diametru comun: 200 până la 250 mm
Pușcarea în gropi adânci este utilizată pe scară largă pentru dezvoltarea, decopertarea și producția minieră. Operațiunile la scară largă o pot utiliza pentru mai mult de 90% din volumul total de explozii.
Sunt posibile atât găuri verticale, cât și înclinate. Găurile înclinate pot oferi o distribuție mai uniformă a energiei și pot îmbunătăți condițiile de fragmentare și încărcare. În funcție de amplasament, inginerii pot utiliza, de asemenea, modele cu întârziere controlată, încărcare pe platformă, platformă cu aer sau alte tehnici aprobate pentru a gestiona vibrațiile și a îmbunătăți utilizarea energiei.
Instalațiile de foraj DTH și forajele rotative pentru găuri de explozie sunt ambele opțiuni comune. Sistemul de foraj trebuie selectat în funcție de rocă, diametrul găurii, adâncimea și rata de producție necesară.
3. Sablarea camerei
Sablarea în cameră plasează o cantitate mare de produs de sablare în interiorul unei camere pregătite sau a unei deschideri subterane. Deoarece cantitatea implicată poate fi foarte mare, metoda este uneori numită sablare în masă.
Poate fi luat în considerare pentru:
Proiecte de construcție a minei
Condiții speciale în cariere deschise
Operațiuni mari de carieră
Locații unde un volum major trebuie spart într-un număr limitat de evenimente
Metoda poate reduce cantitatea de foraj de suprafață necesară și poate gestiona diferite durități ale rocilor. Poate fi utilizată și acolo unde condițiile de foraj de suprafață sunt dificile.
Totuși, pregătirea camerei poate crea condiții de lucru precare pentru echipele de dezvoltare, iar rezultatul poate conține o proporție mai mare de rocă supradimensionată. Metoda necesită o proiectare detaliată, autorizare, analiză geologică și un management strict al siguranței.
4. Sablare pe mai multe rânduri de milisecunde
Pe măsură ce dimensiunile cupelor excavatoarelor și capacitatea de producție a minei au crescut, minele au avut nevoie de volume mai mari de explozie. Pușcarea pe mai multe rânduri de milisecunde permite inițierea mai multor rânduri de găuri într-o secvență planificată.
Operațiunile mari pot exploda aproximativ 5 până la 10 rânduri de mine într-un singur eveniment, materialul total spart ajungând la sute de mii de tone, în funcție de proiectarea minei.
Într-o explozie de milisecundă, sarcinile din găurile adiacente sunt inițiate la intervale de timp scurte, proiectate corespunzător. Această sincronizare ajută la distribuirea energiei și la gestionarea mișcării masei de rocă.
Avantajele potențiale includ:
Volum mai mare per explozie
Mai puține explozii și un timp de așteptare mai scurt
Fragmentare mai bună
Procentaj mai mic de supradimensionare
Utilizarea îmbunătățită a echipamentelor de foraj
Productivitate mai bună a excavatoarelor și a camioanelor de transport
Materialul original de teren menționează posibile îmbunătățiri de aproximativ 10% până la 15% pentru echipamentele de foraj și încărcare-transport, în timp ce supradimensionarea poate fi redusă substanțial în comparație cu împușcarea pe un singur rând. Rezultatele reale depind de precizia forajului, structura rocii, proiectarea împușcării și condițiile de la fața locului.
5. Turnare milisecundă pe mai multe rânduri sau sablare confinată
Pușcarea confinată pe mai multe rânduri de milisecunde se efectuează în timp ce o grămadă de noroi anterioară rămâne în fața frontului de lucru. Pilotul existent creează o confinare.
Această izolare poate:
Prelungește timpul de acțiune eficientă
Îmbunătățiți fragmentarea
Ajută la controlul lățimii grămezii de noroi
Reduce mișcarea necontrolată a rocilor
Păstrați materialul spart mai concentrat
Comparativ cu exploziile obișnuite pe mai multe rânduri de milisecunde, intervalul de întârziere este de obicei proiectat diferit. Momentul exact trebuie determinat de ingineri de explozie calificați prin analize și teste specifice amplasamentului.
Principalele avantaje sunt fragmentarea îmbunătățită și o grămadă de noroi mai concentrată. Acest lucru poate fi util pentru minele care utilizează transportul feroviar, deoarece este posibil să nu fie nevoie să fie îndepărtată șina înainte de fiecare explozie.
Compromisurile sunt la fel de importante:
Consum mai mare de produs de sablare
O cerință mai amplă pentru platformele de lucru
Înălțime mai mare a grămezii de noroi
Posibile interferențe cu funcționarea excavatorului
Coordonare și control al siguranței mai solicitante
Alegeți în funcție de condițiile amplasamentului, nu de obicei
O mină nu ar trebui să păstreze un singur model de explozie pentru totdeauna doar pentru că a funcționat în trecut. Duritatea rocii, rosturile, apa, înălțimea bancului de exploatare, echipamentele și infrastructura din apropiere se pot schimba.
Înainte de a selecta o metodă, verificați:
Tipul de rocă și structura fracturii
Dimensiunea fragmentului necesară
Geometria bancului de lucru și condițiile feței libere
Echipamente de găurire și precizia găurilor
Capacitate de încărcare și transport
Limitele vibrațiilor și ale rocilor volante
Restricții privind praful, zgomotul și comunitatea
Cerințe locale de licențiere și siguranță
Cost total pe tonă, inclusiv frânarea secundară
Pentru amplasamentele din apropierea clădirilor, căilor ferate, autostrăzilor, liniilor electrice sau instalațiilor sensibile, exploziile convenționale pot să nu fie singura opțiune. Sistemul de dezintegrare a rocilor cu energie gazoasă O2 de la Gaea Rock utilizează oxigen lichid și un absorbant combustibil în interiorul unui tub de fracturare. Este un proces fizic controlat de schimbare de fază, nu un sistem exploziv convențional.
Sistemul cu oxigen (O2) poate fi luat în considerare acolo unde este importantă o intensitate mai mică a undelor de șoc, vibrații reduse, o clasificare simplificată a transportului sau despicarea controlată a rocilor. Acesta necesită în continuare foraj adecvat, debitare, aprindere de la distanță, zone de excludere, personal calificat și aprobare inginerească locală.
Cea mai bună metodă de explozie este cea care echilibrează fragmentarea, productivitatea, siguranța, protecția mediului și costul total de operare.
