CN106288992B - 用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法 - Google Patents

用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法 Download PDF

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Abstract

用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法，按以下步骤进行：（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂稀释后装入爆破袋；（2）爆破袋分为A部分和B部分；（3）A部分平铺在起爆口；B部分悬挂在待爆破区域；（4）回填炮眼；（5）用稀释凝并剂对地表浮尘进行预润湿；（6）边坡用稀释凝并剂预润湿控制爆破起尘。本发明的方法对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率均在80%以上；适合在寒冷地区使用。

Description

用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法
技术领域
本发明涉及环境污染治理技术领域，具体涉及一种用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法。
背景技术
爆破作业的步骤是向要爆破的介质钻出的炮孔或开挖的药室或在其表面敷设炸药，放入起爆雷管，然后引爆。矿山爆破时，炸药起爆后形成高温、高压气体瞬间膨胀产生巨大爆炸力，对炮孔壁及其作用半径内的矿岩骤然实施以压力和剪切力，岩石由于受力而被压碎、压缩和破碎，产生大量的粉尘。对于这些粉尘国内外现有的粉尘治理应用技术多用于煤矿开采。这些治理技术可分为对工艺进行改善、改良通风条件、湿式除尘三个方面。对工艺进行改善是从源头上改良露天矿山爆破过程中的粉尘，目前这部分的研究多集中在理论方面；改良通风条件能有效降低工作面粉尘浓度，但是爆破中产生的细小粉尘特别是粒径小于10微米的超细粉尘很难沉降下来，并且通过扩散作用这些粉尘会对周围的大气环境造成污染；湿式除尘是近几年发展较快的应用方法，现在在爆破除尘方面所研究的湿式除尘大多为水塞爆破、爆破区洒水、富水胶冻炮泥等措施。水塞爆破和爆破去洒水目前的研究多使用清水，但是对于清水难浸润的粉尘效果较差；富水胶冻炮泥的原理是用各种无机盐类将水玻璃水解和电离，形成硅溶胶，硅溶胶自动形成凝胶即富水胶冻炮泥，使其和有毒气体和粉尘接触，发生复杂的物理、化学反应，减少尘毒的产生，富水胶冻炮泥的成本较高，主要在能产生高毒性的深矿使用。研究一种用于露天矿山爆破的生态型的现场应用方法是现在急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法，通过合理设计，达到工业应用的目的。
本发明的用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法按以下步骤进行：
1、将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释10~30倍，获得稀释凝并剂，然后分装入数个爆破袋，同时在爆破袋中装入炸药；
2、将装有稀释凝并剂的爆破袋分为A部分和B部分，A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的50~60%；
3、将A部分装有稀释凝并剂的爆破袋全部平铺在待爆破作业处的起爆口；将B部分装有稀释凝并剂的爆破袋悬挂在待爆破区域，并且均匀分布；
4、用稀释凝并剂将回填炮眼的钻屑、待爆破区域地表浮尘和边坡进行预润湿，以控制爆破起尘；
5、同时引爆A部分和B部分的爆破袋，炸药引起的高温高压爆轰气体与冲击波将爆破袋内的稀释凝并剂带向空气中，在待爆破区域上空迅速形成凝并剂气雾罩；并且由于A部分爆破袋放置集中，使得待爆破作业处附近的凝并剂气雾罩更厚；
6、引爆A部分和B部分的爆破袋后，再引爆待爆破作业处的炸药，两次引爆的时间差为10s~60s，爆破岩体形成的粉尘漂浮到空气中，遇到气雾罩，在凝并剂的作用下沉降到地面；同时凝并剂吸收爆破产生的有害气体。
上述的步骤（1）中的稀释凝并剂用量按每1t起爆量使用50~1000L。
上述的用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂及其制备方法为：
a、将羧甲基纤维素钠、黄原胶、柠檬酸钠、柠檬酸和海藻酸钠加入水中搅拌溶解，制得化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.1~0.5%、黄原胶的质量浓度为0.1~0.3%、柠檬酸钠的质量浓度为0.01~0.06、柠檬酸的质量浓度为0.01~0.03%、海藻酸钠的质量浓度为0.1~0.5%；
b、准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂1~10份，表面活性剂0.01~5份，化学团聚剂0.01~5 份，抗冻剂5~20份，水200份；
c、将水分成A部分水和B部分水；
d、将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；
e、在搅拌条件下，先向A混合液中加入保湿剂；待保湿剂完全溶解，加入抗冻剂和B部分水，使抗冻剂溶解，获得用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂。
上述的用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的粘度在10~70kPa·s。
本发明的原理是将装有化学凝并剂的部分水袋平铺放置于起爆口，部分爆破袋悬挂在爆场空间外围，爆破袋内放入专用于水袋爆破的炸药；起爆后，高温高压爆轰气体与冲击波作用于水袋，使化学凝并剂迅速分散开来，通过凝并作用捕捉粉尘，起到粉尘治理的作用，同时吸收爆破产生的氮氧化物等有害气体，实现清洁生产；现有的化学凝并剂大多使用于电除尘器或烟道除尘环节，凝并剂中团聚成分只是简单的增加粘度，使得粉尘可以更有效的粘结在一起。而本发明中所涉及的凝并剂与之区别在于其中的凝并成分为生态型可降解成分，与现有的化学凝并剂不同；经试验这些成分具有良好的凝并效果，具有很好的可降解性，对矿区周围的生态环境不会造成二次污染。
本发明的方法在爆破过程中化学凝并剂扩散并迅速捕捉微尘，对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降效果明显，沉降率均在80%以上；比采用清水替代化学凝并剂的沉降效率提高2倍以上；用于露天矿山爆破过程中的生态型化学凝并剂经过稀释后在-15℃条件不冻结，不影响使用效果，适合在寒冷地区使用。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的保湿剂为丙三醇或山梨醇。
本发明的抗冻剂为亚硝酸钠和/或二甘醇。
本发明的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:（0.5~1.2）。
本发明实施例中采用的丙三醇、山梨醇、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠、吐温60、脂肪醇聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、黄原胶、柠檬酸钠、柠檬酸、海藻酸钠、亚硝酸钠、二甘醇为市购工业产品。
本发明实施例中步骤（5）的稀释凝并剂喷洒量为1~2mm，喷洒量的测试方法同降雨量的测试方法。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
将羧甲基纤维素钠、黄原胶、柠檬酸钠、柠檬酸和海藻酸钠加入水中搅拌溶解，制得化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.1%、黄原胶的质量浓度为0.2%、柠檬酸钠的质量浓度为0.01、柠檬酸的质量浓度为0.03%、海藻酸钠的质量浓度为0.1%；
准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂1份，表面活性剂0.01份，化学团聚剂0.01 份，抗冻剂5份，水200份；
所述的保湿剂为丙三醇；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:0.5；
所述的抗冻剂为亚硝酸钠；
将水分成A部分水和B部分水；
将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；
在搅拌条件下，先向A混合液中加入保湿剂；待保湿剂完全溶解，加入抗冻剂和B部分水，使抗冻剂溶解，获得用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂，粘度为12.5kPa·s；
应用方法按以下步骤进行：
将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释10倍，获得稀释凝并剂，然后装入爆破袋；在爆破袋中装入炸药；全部稀释凝并剂的用量按每1t起爆量使用1000L；
将装有稀释凝并剂的爆破袋分为A部分和B部分，A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的50~60%；
将A部分装有稀释凝并剂的爆破袋全部平铺在待爆破作业处的起爆口；将B部分装有稀释凝并剂的爆破袋悬挂在待爆破区域，并且均匀分布；
用稀释凝并剂将回填炮眼的钻屑、待爆破区域地表浮尘和边坡进行预润湿，以控制爆破起尘；
同时引爆A部分和B部分的爆破袋，炸药引起的高温高压爆轰气体与冲击波将爆破袋内的稀释凝并剂带向空气中，在待爆破区域上空迅速形成凝并剂气雾罩；并且由于A部分爆破袋放置集中，使得待爆破作业处附近的凝并剂气雾罩更厚；
引爆A部分和B部分的爆破袋后，再引爆待爆破作业处的炸药，两次引爆的时间差为10s~60s，爆破岩体形成的粉尘漂浮到空气中，遇到气雾罩，在凝并剂的作用下沉降到地面；同时凝并剂吸收爆破产生的有害气体，实现清洁生产，对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率82 %。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
（1）化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.2%、黄原胶的质量浓度为0.1%、柠檬酸钠的质量浓度为0.03、柠檬酸的质量浓度为0.02%、海藻酸钠的质量浓度为0.2%；
（2）准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂3份，表面活性剂0.5份，化学团聚剂0.5份，抗冻剂8份；
所述的保湿剂为山梨醇；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:0.8；
所述的抗冻剂为二甘醇；
（3）用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为21.8kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释15倍；全部稀释凝并剂的用量按每1t起爆量使用800L；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的55%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率81%。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
（1）化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.3%、黄原胶的质量浓度为0.1%、柠檬酸钠的质量浓度为0.03、柠檬酸的质量浓度为0.02%、海藻酸钠的质量浓度为0.3%；
（2）准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂5份，表面活性剂1份，化学团聚剂1份，抗冻剂10份；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:1；
所述的抗冻剂为亚硝酸钠和二甘醇的等质量混合物；
（3）用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为36.6kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释20 倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用600L；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的60%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率81%。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
（1）化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.4%、黄原胶的质量浓度为0.3%、柠檬酸钠的质量浓度为0.05、柠檬酸的质量浓度为0.01%、海藻酸钠的质量浓度为0.4%；
（2）准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂8份，表面活性剂3份，化学团聚剂2份，抗冻剂15份；
所述的保湿剂为山梨醇；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:1；
（3）用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为46.8kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释25倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用500L；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的55%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率80%。
实施例5
方法同实施例1，不同点在于：
（1）化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.5%、黄原胶的质量浓度为0.3%、柠檬酸钠的质量浓度为0.06、柠檬酸的质量浓度为0.01%、海藻酸钠的质量浓度为0.5%；
（2）准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂10份，表面活性剂5份，化学团聚剂5份，抗冻剂20份；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:1.2；
所述的抗冻剂为二甘醇；
（3）用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为52.4kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释30 倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用400L；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的60%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率84%。
实施例6
方法同实施例2，不同点在于：
表面活性剂为吐温60；
用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为66.3kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释15倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用300L；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的55%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率82%。
实施例7
方法同实施例3，不同点在于：
表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；
用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为41.7kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释20 倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用200L；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的60%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率81%。
实施例8
方法同实施例4，不同点在于：
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠、吐温60和脂肪醇聚氧乙烯醚的等质量混合物；十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠中十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:1；
用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为55.1kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释25 倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用100L；；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的55%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率84%。
实施例9
方法同实施例5，不同点在于：
表面活性剂为吐温60和脂肪醇聚氧乙烯醚的等质量混合物；
用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂粘度为34.6kPa·s；
应用方法同实施例1，不同点在于：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂并剂用水稀释30 倍；装入稀释凝并剂的量按每1t起爆量使用50L；；
（2）A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的60%；
（3）对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降率82%。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (2)

1.一种用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）将用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂用水稀释10~30倍，获得稀释凝并剂，然后分装入数个爆破袋，同时在爆破袋中装入炸药；
所述的用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂制备方法为：
（a）将羧甲基纤维素钠、黄原胶、柠檬酸钠、柠檬酸和海藻酸钠加入水中搅拌溶解，制得化学团聚剂；其中羧甲基纤维素钠的质量浓度为0.1~0.5%、黄原胶的质量浓度为0.1~0.3%、柠檬酸钠的质量浓度为0.01~0.06%、柠檬酸的质量浓度为0.01~0.03%、海藻酸钠的质量浓度为0.1~0.5%；
（b）准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂1~10份，表面活性剂0.01~5份，化学团聚剂0.01~5 份，抗冻剂5~20份，水200份；保湿剂为丙三醇或山梨醇，抗冻剂为亚硝酸钠和/或二甘醇，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠+硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠和硫酸钠的质量比为1:（0.5~1.2）；
（c）将水分成A部分水和B部分水；
（d）将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；
（e）在搅拌条件下，先向A混合液中加入保湿剂；待保湿剂完全溶解，加入抗冻剂和B部分水，使抗冻剂溶解，获得用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂；
用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的粘度在10~70kPa·s；
（2）将装有稀释凝并剂的爆破袋分为A部分和B部分，A部分占全部装有稀释凝并剂的爆破袋总数的50~60%；
（3）将A部分装有稀释凝并剂的爆破袋全部平铺在待爆破作业处的起爆口；将B部分装有稀释凝并剂的爆破袋悬挂在待爆破区域，并且均匀分布；
（4）用稀释凝并剂将回填炮眼的钻屑、待爆破区域地表浮尘和边坡进行预润湿，以控制爆破起尘；
（5）同时引爆A部分和B部分的爆破袋，炸药引起的高温高压爆轰气体与冲击波将爆破袋内的稀释凝并剂带向空气中，在待爆破区域上空迅速形成凝并剂气雾罩；并且由于A部分爆破袋放置集中，使得待爆破作业处附近的凝并剂气雾罩更厚；
（6）引爆A部分和B部分的爆破袋后，再引爆待爆破作业处的炸药，两次引爆的时间差为10s~60s，爆破岩体形成的粉尘漂浮到空气中，遇到气雾罩，在凝并剂的作用下沉降到地面；同时凝并剂吸收爆破产生的有害气体。
2.根据权利要求1所述的用于露天矿山爆破的生态型化学凝并剂的应用方法，其特征在于稀释凝并剂用量按每1t起爆量使用50~1000L。
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