露天礦山爆破降塵技術(shù)應(yīng)用研究

劉鐵亮，葛樹利，閆 寒，劉 根

（唐山三友礦山有限公司，河北 唐山 063000）

露天礦爆破屬于開敞空間爆破，爆破作業(yè)自由空間大，粉塵的擴(kuò)散空間也很大，粉塵產(chǎn)生的原因主要有：炮孔周邊的礦巖被炸藥炸碎產(chǎn)生粉塵；礦巖表面的粉塵在爆破過程中揚(yáng)起；爆破沖擊波對(duì)炮區(qū)周圍灰塵的擾動(dòng)。因此，研究露天礦爆破降塵具有重要的意義。

1 降塵技術(shù)原理介紹

（1）水降塵技術(shù)及其原理。爆破揚(yáng)塵的粒度分布情況及塵粒運(yùn)動(dòng)特性：①爆破揚(yáng)塵的塵粒粒徑分布情況。根據(jù)調(diào)查顯示，應(yīng)用鉆孔爆破方式來處理介質(zhì)，有可能會(huì)在鉆孔爆破使用的產(chǎn)生較多的氣體和粉塵，這些粉塵在風(fēng)里的作用下會(huì)漂浮在空氣中，還可能會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。②單顆塵粒在氣流中的運(yùn)動(dòng)情況[1]。通過調(diào)查研究得知，單顆塵粒大氣中有兩種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。第一種是受到風(fēng)力作用在空氣中自由飄動(dòng)；第二種是排除風(fēng)作用自身重力的作用下導(dǎo)致粉塵在空氣中飄動(dòng)。為有效減少空氣中粉塵這時(shí)就要應(yīng)用有效的方式讓粉塵聚集并沉降。

（2）塵流中塵粒間的作用力。粉塵在空氣中漂浮時(shí)不僅會(huì)受到風(fēng)力的干擾，還有可能被其他力作用。除此之外，粉塵顆?？諝庵袘腋r(shí)可能會(huì)發(fā)生碰撞，這種力也是不能忽視的。

①第一種塵土的作用力范德華力FM。在物理學(xué)中，對(duì)范德華力進(jìn)行分析能夠?qū)Ψ蹓m顆粒的運(yùn)動(dòng)分析有著一定的促進(jìn)作用。站在微觀角度上來說，范德華力是原子核周圍的電子云造成的。②靜電力FM。靜電力FM大多數(shù)是由于電位差、庫倫力造成。③液體橋聯(lián)力FL。液橋力通常情況下是有曲面產(chǎn)生的壓力以及表面張力共同構(gòu)成的。通過對(duì)有關(guān)資料進(jìn)行研究可知，上述三種力均有可能作用于粉塵顆粒中。這三種力能夠讓粉塵聚集到一起并沉降到地面中。通過有效分析得知這三種力的作用力和顆粒的大小有著線性關(guān)系。凝聚力會(huì)一直增大。

2 水袋封堵降塵技術(shù)的應(yīng)用

在水袋封堵降塵技術(shù)中，要充分了解到水袋的重要性。水袋本身所具有的參數(shù)會(huì)影響著降塵的效率。水袋的厚度會(huì)對(duì)水霧的擴(kuò)散造成一定的影響[2]。除此之外，水袋的大小和安置的位置都會(huì)對(duì)降塵帶來一定的影響。因此進(jìn)行水袋封堵降塵時(shí)要嚴(yán)格把握水袋的用法。

（1）選擇水袋。進(jìn)行水袋封堵降塵技術(shù)時(shí)，要注重對(duì)水袋的應(yīng)用和選擇。通常情況下，水袋所應(yīng)用的原材料是塑料和乳膠。這些原材料會(huì)嚴(yán)重影響周邊環(huán)境?，F(xiàn)階段，我國(guó)所用的爆破水袋是應(yīng)用ldp制成，擁有一定的環(huán)保性，進(jìn)行使用時(shí)能夠像之前的水袋一樣擁有抗壓性，同時(shí)還具有可分解性減少了對(duì)自然環(huán)境的污染。

（2）確定水袋壁的厚度。水袋的厚度影響的是水霧的擴(kuò)散，無論過厚還是過薄都很容易產(chǎn)生問題。目前，市場(chǎng)中銷量較高的水袋厚度在0.03我讓苗苗加你哦，她負(fù)責(zé)這個(gè)、～0.055mm范圍內(nèi)，但是進(jìn)行研究得知更為合適的厚度還要在上述基礎(chǔ)上加上0.033mm才行。

（3）水袋長(zhǎng)徑比設(shè)計(jì)。為有效進(jìn)行降塵，還需要注意水袋的長(zhǎng)徑比設(shè)計(jì)。在進(jìn)行注水時(shí)，要保障蓄水直徑和鉆孔直徑相等。另外，還要保障長(zhǎng)徑比和鉆孔直徑相當(dāng)。這種做法主要是由于水袋在爆炸時(shí)會(huì)造成一定的沖擊力。實(shí)際進(jìn)行降塵時(shí)，水袋中的水以霧滴進(jìn)行噴灑，這時(shí)要對(duì)霧滴的直徑展開管理，有效加強(qiáng)降塵效率。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得知，水大長(zhǎng)徑比和畜水量有著一定的線性關(guān)系，在水袋爆炸時(shí)，產(chǎn)生的沖擊力被水吸收，進(jìn)而形成水霧向空氣中噴灑水霧和粉塵，有效融合達(dá)到降塵目的。除此之外，水霧霧滴的噴灑速度跟長(zhǎng)徑比也有著一定的關(guān)聯(lián)?？傊诤线m的范圍之內(nèi)，對(duì)水大長(zhǎng)徑比進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，保障水袋霧滴能夠均勻噴灑和排列，以便達(dá)到更好的降塵效果。

（4）固有填塞長(zhǎng)度下水袋的參數(shù)。在進(jìn)行除塵時(shí)，為有效得到水袋參數(shù)和安裝位置的降塵效率進(jìn)行了有效的實(shí)驗(yàn)。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用了不同的水袋參數(shù)，在不同位置的情況下對(duì)填塞長(zhǎng)度進(jìn)行了確認(rèn)。

（5）鉆孔巖粉及被爆物體表面粉塵的處理。在展開爆破前要做準(zhǔn)備工作及對(duì)鉆孔和被爆破物體展開有效的濕潤(rùn)處理，用水來緩解粉塵向大氣中彌漫，這樣也減少了后期的工作量，達(dá)到了很好降塵的效率。

3 水炮車噴水技術(shù)應(yīng)用

水炮車噴水是指爆區(qū)爆前噴水由爆破技術(shù)員與運(yùn)礦車間水車司機(jī)共同完成，水車由爆區(qū)負(fù)責(zé)技術(shù)員與調(diào)度室預(yù)定，預(yù)定時(shí)說明爆區(qū)地點(diǎn)和水車到達(dá)爆區(qū)的時(shí)間和需要的水量，一般方量1萬t以下使用20t水，方量1萬t～3萬t使用40t水，方量3萬t以上使用80t水，能達(dá)到很好的降塵效果。爆破技術(shù)員全程指揮水車的行進(jìn)路線和噴水方向。噴水量根據(jù)爆破方量和爆區(qū)地質(zhì)條件確定。噴水后采面做到低洼處有積水，高處地面以下10cm呈濕潤(rùn)狀態(tài)。

①正常爆區(qū)噴水。為節(jié)省爆破過程時(shí)間，一般先噴臺(tái)階根部4m～5m處，水車與臺(tái)階根部保持一定安全距離，防止噴水時(shí)落石砸水車，然后噴射爆堆前撲的30m～40m范圍。然后噴爆區(qū)表面，噴水時(shí)先噴巖粉最細(xì)的渣面，最后大范圍的掃射。②邊坡爆區(qū)噴水。遠(yuǎn)景南幫噴水時(shí)，要先噴邊坡區(qū)域，重點(diǎn)噴射山皮土與巖石夾生的位置，水量要足。③邊幫爆區(qū)噴水。在有落石可能的邊幫爆區(qū)時(shí)，要先噴水，后連接起爆網(wǎng)絡(luò)，防止噴水時(shí)落石砸斷導(dǎo)爆管。④塌陷區(qū)爆區(qū)噴水。塌陷區(qū)爆區(qū)噴水時(shí)，要盡量避開孔口。噴水量也要嚴(yán)格控制，防止孔口塌陷，擠壓導(dǎo)爆管。同時(shí)防止有水滲入藥柱，影響爆破效果，避免爆破產(chǎn)生大量黃煙。

注意事項(xiàng)：①技術(shù)員指揮水車時(shí)隨時(shí)與司機(jī)溝通，確保噴射位置到位、水量合適。②技術(shù)員指揮水車時(shí)，盡量站在風(fēng)向的上風(fēng)口。③冬季爆區(qū)噴水時(shí)注意噴后結(jié)冰的問題，應(yīng)盡量起爆網(wǎng)絡(luò)連接完好后噴水。④碎石較多的爆區(qū)噴水時(shí)，應(yīng)避免直射導(dǎo)爆管位置，要向上噴射，使水柱自然下落，防止高速水流沖擊碎石，砸斷導(dǎo)爆管。⑤遠(yuǎn)景采區(qū)南幫明顯位置爆破時(shí)，為防止煙塵騰起，可采取放擠壓爆破方式。

4 水霧抑塵車技術(shù)應(yīng)用

水霧抑塵車應(yīng)用主要是指爆破過程中，利用高壓氣體在極短的時(shí)間將水從水罐內(nèi)噴出形成水霧降低爆破過程中形成的煙塵。水霧抑塵車的載水量大概8t，空壓機(jī)風(fēng)壓為17Mpa，經(jīng)試驗(yàn)水霧噴出持續(xù)時(shí)間大約20s，水霧噴射有效距離50m左右，水霧抑塵車所在位置一般距離主爆區(qū)最后一排孔14m左右，在起爆指令發(fā)出后，利用遠(yuǎn)程遙控水霧噴出7s左右后，爆區(qū)在執(zhí)行起爆命令。

5 結(jié)語

由于爆破抑塵技術(shù)的逐漸成熟，爆破抑塵設(shè)備層出不窮，尋找更適合我礦山設(shè)備，采用車載空壓機(jī)加壓水罐噴水降塵的方法，并且綜合多種方法進(jìn)行作業(yè)爆破抑塵效果明顯。