CN114191905A - 一种露天铁矿爆水降尘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种露天铁矿爆水降尘方法，属于爆破技术领域，通过设置炮孔和降尘孔并连接成炮区网络，实现源头抑尘和爆后降尘两部分以控制爆破环节中绝大多数粉尘，源头抑尘选择从爆破起跳阶段短时间内将粉尘控制住，避免大量粉尘向爆区上部和四周扩散，扩大影响范围，爆后降尘通过爆破降尘液段产生水雾，水雾与粉尘颗粒黏结，使粉尘颗粒的质量增加，从而达到减少气溶胶态粉尘的目的。本发明所述的露天铁矿爆水降尘方法，其操作流程简单，施工简便，不会对爆破效果产生影响，可有效降低爆破时粉尘浓度，大大降低粉尘对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于露天铁矿爆破粉尘控制技术领域，涉及一种露天铁矿爆水降尘方法。
背景技术
目前，矿山环境问题是当前采矿领域需要研究和发展的核心问题,矿产开采活动已经对矿区的生态环境造成了持续性的破坏,以牺牲自然生态平衡为代价来开采矿产资源为人类社会提供发展并不符合国家当前的可持续发展理念。
露天矿山在开采过程中，会有大量的粉尘产生。粉尘的产生，一方面污染工作场所，产生一系列的环境污染问题，尤其是爆破时大量产生的粒径小于5μm的呼吸性粉尘，其分散度高、粒径小、比表面积大、吸附能力强、不易沉降，在作业岗位环境气流的扰动下，长期悬浮于空气环境中；另一方面，粉尘还会对生产作业人员造成安全与健康问题，由于粉尘大多含有游离二氧化硅，爆破和铲装运过程中产尘浓度大且呼吸性粉尘所占比例很大，作业人员长时间处于这种生产环境中，大部分粉尘可以直接通过人体呼吸道进入肺部，可能引发尘肺病。
露天深孔岩石爆破粉尘的运动分为起跳和扩散阶段。爆破产尘主要集中在起跳阶段，此阶段为爆破产尘的源头，特点是:粉尘分布集中，主要位于爆破冲击波影响范围区域，即炮孔孔内及孔口附近；粉尘浓度小，爆破产生的冲击波使粉尘颗粒有向上运动趋势，但炮孔内部粉尘还未充分释放出来，因而，该时段为最佳控尘时间；扩散阶段的特点是：炮孔孔内及孔口附近的粉尘在冲击波的作用下飞离地面，较大粒径的粉尘在重力作用下下沉，而微小粒径的气溶胶态粉尘，长期悬浮于空气环境中，产生持续性危害。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种露天铁矿爆水降尘方法，应用本发明可以通过源头抑尘和爆后降尘两部分控制爆破环节中绝大多数粉尘。源头抑尘选择从爆破起跳阶段短时间内将粉尘控制住，避免大量粉尘向爆区上部和四周扩散，扩大影响范围；爆后降尘是通过爆破降尘液段产生水雾，水雾与粉尘颗粒黏结，使粉尘颗粒的质量增加，从而达到减少气溶胶态粉尘的目的。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
本发明一种露天铁矿爆水降尘方法，其包括如下步骤：
A、在露天铁矿需要进行爆破的台阶，利用牙轮钻机进行各炮孔的穿孔作业，依据设计的爆破参数直至各炮孔穿孔作业完成；
B、在炮孔周围同步穿孔作为降尘孔，降尘孔的深度小于炮孔；
C、向各炮孔装填炸药形成炸药填充段，并在炸药填充段顶部设置起爆药包，并在各起爆药包上连接导爆索；
D、然后在各炮孔内炸药填充段上方填充岩粉，形成岩粉填充段；
E、向各降尘孔孔内下起爆药包和一定量的炸药并形成降尘孔炸药段，在起爆药包连接导爆索，利用降尘孔内自然积水或用水车将降尘孔灌满降尘液，形成降尘液段；
F、待所有炮孔和降尘孔填充工作完成后，将各炸药填充段和降尘孔炸药段内的起爆药包上的导爆索分别连接连接器，然后将各连接器通过导爆索连接形成炮区网络，并在炮区网络上连接起爆器；
G、利用起爆器起爆导爆索，引爆各炮孔或降尘孔内的起爆药包，进而引爆各炮孔或降尘孔内的炸药；
H、利用爆破能量冲击降尘孔，雾化降尘液，降尘液与爆破粉尘迅速结合降落，完成爆后降尘。
优选的，每个所述降尘孔与其相邻的炮孔间距相等。
优选的，所述炮孔和降尘孔均以若干个为一排，各排炮孔与各排降尘孔相互平行，每相邻两排炮孔之间设置一排降尘孔。
优选的，最外侧一排炮孔内各起爆药包上导爆索连接的连接器通过导爆索相串联，分别以该排炮孔中的若干炮孔内起爆药包上导爆索连接的各连接器为起点，分别与其相邻一排降尘孔中相邻的一个降尘孔内起爆药包上导爆索连接的连接器相连接，按此连接方式，各已连接的连接器分别依次与相邻下一排炮孔或降尘孔中相邻的一个炮孔或降尘孔内起爆药包上导爆索已连接的连接器相连接，形成所述炮区网络，通过该炮区网络进行逐孔微差起爆。
优选的，所述炮孔为干孔时采用多孔粒状铵油炸药或乳化炸药填充，炮孔内有水时采用乳化炸药填充。
优选的，所述炮孔的炸药填充段的填充高度为6.5-7.5m，岩粉填充段的填充高度为6-7m。
优选的，相邻两排炮孔的排间距为5.5-6m，每排炮孔的相邻炮孔间距为8-9m。
优选的，所述炮孔深度14.5-15m，孔径为250-310mm；所述降尘孔的深度为6-7m，孔径为250-310mm。
优选的，所述降尘孔与炮孔设置比例为1:1-4。
优选的，所述降尘液包括水和环保抑尘剂，所述水和环保抑尘剂质量比为500-1000:1。
与现有技术相比，本发明所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，通过向降尘孔里注入降尘液并向降尘孔孔内下起爆药包和一定量的炸药，联入炮区网络逐孔微差起爆，利用爆破时的能量冲击，雾化降尘液，从而达到降尘目的。其具体有益效果如下：
(1)、炮孔及降尘孔填充结构简单、合理，配合该两类孔的布置方式，其操作流程简单，安全可靠，施工成本低廉，在保证爆破质量的情况下，达到有效降尘的目的；
(2)、爆破时，降尘液直接受到爆破产生的冲击波、轰爆气体膨胀压力以及爆破中产生的碎石的冲击力，降尘液能最大程度地被分散，从而形成抑制爆破粉尘的水雾及细小水珠；与此同时，爆破过程中产生的大量热能，快速气化部分水，形成的水蒸气能充分与粉尘结合，达到更好的抑尘效果；
(3)、爆破时，雾状降尘液能够有效吸附爆破产生的有毒有害气体，既可把溶解度高的氮氧化物转化为亚硝酸，又有助于把难溶的氧化氮从碎石或岩石缝隙中驱逐出来随风流出工作面；
(4)、应用本发明可以有效降低从业人员职业病发病率，增加设备使用年限，减少故障率，提高生产效率，降低粉尘对周边环境污染，建立良好企业形象；
(5)、本发明可为其它类似条件的爆破工程领域粉尘治理提供参考依据。
附图说明
图1是本发明中炮孔与降尘孔分布的示意图；
图2是本发明中炮孔与降尘孔填充结构的示意图；
图3是本发明炮孔与降尘孔相连接形成炮区网络的示意图；
图中：1、炮孔；2、降尘孔；3、炸药填充段；4、起爆药包；5、岩粉填充段；6、降尘孔炸药段；7、降尘液段；8、连接器；9、炮区网络；10、起爆器；11、导爆索；12、自由面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
实施例1：
如图1至图3所示，本发明一种露天铁矿爆水降尘结构，它包括若干炮孔1和间隔设置在炮孔1周围且深度小于炮孔1的若干降尘孔2，炮孔1深度可设置为14.5-15m，孔径为250-310mm，降尘孔2的深度可设置为6-7m，孔径为250-310mm，另外降尘孔2与炮孔1设置比例可以设置为1:1-4，每个降尘孔2与其相邻的炮孔1间距可保持相等；所述炮孔1下部和上部分别填充有炸药和岩粉并分别形成炸药填充段3和岩粉填充段5，炸药填充段3的填充高度一般设置为6.5-7.5m，岩粉填充段5的填充高度一般设置为6-7m，炮孔1为干孔时可采用多孔粒状铵油炸药填充，炮孔1有水或干孔时可使用乳化炸药填充；所述降尘孔2底部填充有炸药形成降尘孔炸药段6，降尘孔炸药段6上方灌有降尘液形成降尘液段7，降尘液包括水和环保抑尘剂，水和环保抑尘剂质量比可设置为500-1000:1；所述炸药填充段3和降尘孔炸药段6的顶部均分别设置有起爆药包4，起爆药包4包括高精度雷管等，各起爆药包4上分别连接有导爆索11，各导爆索11上分别连接有连接器8，连接器8之间通过导爆索11相连接形成炮区网络9，该炮区网络9上连接有起爆器10。应用时，可通过起爆器10起爆导爆索11，引爆各炮孔1或降尘孔2内的起爆炸药4，进而引爆各孔内的炸药，利用爆破时的能量冲击，雾化降尘液，从而达到降尘目的，同时爆破过程中产生的大量热能，能够快速气化部分水，形成的水蒸气能充分与粉尘结合，达到更好的抑尘效果，另外雾状降尘液还能够有效吸附爆破产生的有毒有害气体，既可把溶解度高的氮氧化物转化为亚硝酸，又有助于把难溶的氧化氮从碎石或岩石缝隙中驱逐出来随风流出工作面。
本实施例中，为通过该降尘结构达到更好的降尘效果，所述炮孔1和降尘孔2均以若干个为一排，各排炮孔1与各排降尘孔2相互平行，每相邻两排炮孔1之间设置一排降尘孔2，设置时，相邻两排炮孔1的排间距可设置为5.5-6m，每排炮孔1的相邻炮孔1间距可设置为8-9m。
为进一步提升爆破效果，本实施例可通过各炮孔1和各降尘孔2内的起爆药包4布线连接实现逐孔微差爆破。逐孔微差爆破是一种爆破方法，其具体作用是一种延期时间间隔为几毫秒到几十毫秒的延期爆破。由于前后相邻段炮孔爆破时间间隔极短，致使各炮孔爆破产生的能量场相互影响，既可以提高爆破效果，又可以减少爆破地震效应、冲击波和飞石危害。本实施例的实现方式为：如图2和图3所示，最外侧一排炮孔1内各起爆药包4上导爆索11连接的连接器8通过导爆索11相串联，分别以该排炮孔1中的若干炮孔1内起爆药包4上导爆索11连接的各连接器8为起点，分别与其相邻下一排降尘孔2中相邻的一个降尘孔2内起爆药包4上导爆索11连接的连接器8相连接，按此连接方式，各已连接的连接器8分别依次与相邻下一排炮孔1或降尘孔2中相邻的一个炮孔1或降尘孔2内起爆药包4上导爆索11已连接的连接器8相连接，形成所述炮区网络9，该炮区网络9包括一条主线和若干分支，起爆器10连接在主线的一端，起爆器10起爆导爆索11后，按图3中箭头的方向沿主线再到各分支实现逐孔微差爆破。
实施例2：
如图1-3所示，本发明一种露天铁矿爆水降尘方法，其包括如下步骤：
A、在露天铁矿需要进行爆破的台阶，根据爆破要求确定需要穿设的各炮孔1的位置，利用牙轮钻机进行各炮孔1的穿孔作业，并依据设计的爆破参数直至各炮孔1穿孔作业完成，炮孔1一般设置为深度14.5-15m，孔径为250-310mm；
B、在炮孔1周围同步穿孔作为降尘孔2，降尘孔2的深度一般为6-7m，小于炮孔1，孔径同样采用为250-310mm；
C、向各炮孔1装填炸药形成炸药填充段3，填充高度一般为6.5-7.5m，当炮孔1为干孔时采用多孔粒状铵油炸药或乳化炸药填充，炮孔1内有水时一般采用乳化炸药填充，在炸药填充段3顶部设置起爆药包4，起爆药包4包括高精度雷管，并在各起爆药包4上连接导爆索11，并将导爆索11延伸至炮孔1外侧；
D、然后在各炮孔1内炸药填充段3上方填充岩粉，填充高度一般为6-7m，形成岩粉填充段5；
E、向各降尘孔2孔内下起爆药包4和一定量的炸药并形成降尘孔炸药段6，在起爆药包4连接导爆索11，导爆索11延伸至降尘孔2外侧，利用降尘孔2内自然积水或用水车将降尘孔1灌满降尘液，形成降尘液段7，降尘液包括水和环保抑尘剂，所述水和环保抑尘剂质量比为500-1000:1；
F、待所有炮孔1和降尘孔2填充工作完成后，将各炸药填充段3和降尘孔炸药段6内的起爆药包4上的导爆索11分别连接连接器8，然后将各连接器8通过导爆索11连接形成炮区网络9，并在炮区网络9上通过导爆索11连接起爆器10；
G、利用起爆器10起爆导爆索11，引爆各炮孔1或降尘孔2内的起爆药包4，进而引爆各炮孔1或降尘孔2内的炸药；
H、利用爆破能量冲击降尘孔2，雾化降尘液，降尘液与爆破粉尘迅速结合降落，完成爆后降尘。
本实施例中，为提升爆破效果，每个所述降尘孔2与其相邻的炮孔1间距相等。
本实施例中，为进一步优化炮孔1及降尘孔2的布置方法，所述炮孔1和降尘孔2均以若干个为一排，各排炮孔1与各排降尘孔2相互平行，每相邻两排炮孔1之间设置一排降尘孔2。相邻两排炮孔1的排间距为5.5-6m，每排炮孔1的相邻炮孔1间距为8-9m。进一步地，所述降尘孔2与炮孔1设置比例为1:1-4。
本实施例中，还可进一步以逐孔微差爆破方式提升爆破效果，如图2和图3所示，在最外侧一排炮孔1内各起爆药包4上导爆索11连接的连接器8通过导爆索11相串联，分别以该排炮孔1中的若干炮孔1内起爆药包4上导爆索11连接的各连接器8为起点，将每一个连接器8分别与其相邻一排降尘孔2中相邻的一个降尘孔2内起爆药包4上导爆索11连接的连接器8相连接，按此连接方式，将各已连接的连接器8分别依次与相邻下一排炮孔1或降尘孔2中相邻的一个炮孔1或降尘孔2内起爆药包4上导爆索11已连接的连接器8相连接，形成所述炮区网络9，通过该炮区网络9进行逐孔微差起爆。
Claims (10)
1.一种露天铁矿爆水降尘方法，其包括如下步骤：
A、在露天铁矿需要进行爆破的台阶，利用牙轮钻机进行各炮孔(1)的穿孔作业，依据设计的爆破参数直至各炮孔(1)穿孔作业完成；
B、在炮孔(1)周围同步穿孔作为降尘孔(2)，降尘孔(2)的深度小于炮孔(1)；
C、向各炮孔(1)装填炸药形成炸药填充段(3)，并在炸药填充段(3)顶部设置起爆药包(4)，并在各起爆药包(4)上连接导爆索(11)；
D、然后在各炮孔(1)内炸药填充段(3)上方填充岩粉，形成岩粉填充段(5)；
E、向各降尘孔(2)孔内下起爆药包(4)和一定量的炸药并形成降尘孔炸药段(6)，在起爆药包(4)连接导爆索(11)，利用降尘孔(2)内自然积水或用水车将降尘孔(2)灌满降尘液，形成降尘液段(7)；
F、待所有炮孔(1)和降尘孔(2)填充工作完成后，将各炸药填充段(3)和降尘孔炸药段(6)内的起爆药包(4)上的导爆索(11)分别连接连接器(8)，然后将各连接器(8)通过导爆索(11)连接形成炮区网络(9)，并在炮区网络(9)上连接起爆器(10)；
G、利用起爆器(10)起爆导爆索(11)，引爆各炮孔(1)或降尘孔(2)内的起爆药包(4)，进而引爆各炮孔(1)或降尘孔(2)内的炸药；
H、利用爆破能量冲击降尘孔(2)，雾化降尘液，降尘液与爆破粉尘迅速结合降落，完成爆后降尘。
2.根据权利要求1所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：每个所述降尘孔(2)与其相邻的炮孔(1)间距相等。
3.根据权利要求1或2所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：所述炮孔(1)和降尘孔(2)均以若干个为一排，各排炮孔(1)与各排降尘孔(2)相互平行，每相邻两排炮孔(1)之间设置一排降尘孔(2)。
4.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：最外侧一排炮孔(1)内各起爆药包(4)上导爆索(11)连接的连接器(8)通过导爆索(11)相串联，分别以该排炮孔(1)中的若干炮孔(1)内起爆药包(4)上导爆索(11)连接的各连接器(8)为起点，分别与其相邻一排降尘孔(2)中相邻的一个降尘孔(2)内起爆药包(4)上导爆索(11)连接的连接器(8)相连接，按此连接方式，各已连接的连接器(8)分别依次与相邻下一排炮孔(1)或降尘孔(2)中相邻的一个炮孔(1)或降尘孔(2)内起爆药包(4)上导爆索(11)已连接的连接器(8)相连接，形成所述炮区网络(9)，通过该炮区网络(9)进行逐孔微差起爆。
5.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：所述炮孔(1)为干孔时采用多孔粒状铵油炸药或乳化炸药填充，炮孔(1)内有水时采用乳化炸药填充。
6.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：所述炮孔(1)的炸药填充段的填充高度为6.5-7.5m，岩粉填充段(5)的填充高度为6-7m。
7.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：相邻两排炮孔(1)的排间距为5.5-6m，每排炮孔(1)的相邻炮孔(1)间距为8-9m。
8.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：所述炮孔(1)深度14.5-15m，孔径为250-310mm；所述降尘孔(2)的深度为6-7m，孔径为250-310mm。
9.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：所述降尘孔(2)与炮孔(1)设置比例为1:1-4。
10.根据权利要求3所述的一种露天铁矿爆水降尘方法，其特征在于：所述降尘液包括水和环保抑尘剂，所述水和环保抑尘剂质量比为500-1000:1。
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|---|---|---|---|---|
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