露天礦山爆破降塵技術應用研究

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，爆破作業自由空間大，粉塵的擴散空間也很大，粉塵產生的原因主要有：炮孔周邊的礦巖被炸藥炸碎產生粉塵；礦巖表面的粉塵在爆破過程中揚起；爆破沖擊波對炮區周圍灰塵的擾動。因此，研究露天礦爆破降塵具有重要的意義。

1 降塵技術原理介紹

（1）水降塵技術及其原理。爆破揚塵的粒度分布情況及塵粒運動特性：①爆破揚塵的塵粒粒徑分布情況。根據調查顯示，應用鉆孔爆破方式來處理介質，有可能會在鉆孔爆破使用的產生較多的氣體和粉塵，這些粉塵在風里的作用下會漂浮在空氣中，還可能會對周圍的環境產生較大的影響。②單顆塵粒在氣流中的運動情況[1]。通過調查研究得知，單顆塵粒大氣中有兩種不同的運動狀態。第一種是受到風力作用在空氣中自由飄動；第二種是排除風作用自身重力的作用下導致粉塵在空氣中飄動。為有效減少空氣中粉塵這時就要應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不僅會受到風力的干擾，還有可能被其他力作用。除此之外，粉塵顆?？諝庵袘腋r可能會發生碰撞，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。在物理學中，對范德華力進行分析能夠對粉塵顆粒的運動分析有著一定的促進作用。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大多數是由于電位差、庫倫力造成。③液體橋聯力FL。液橋力通常情況下是有曲面產生的壓力以及表面張力共同構成的。通過對有關資料進行研究可知，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系。凝聚力會一直增大。

2 水袋封堵降塵技術的應用

在水袋封堵降塵技術中，要充分了解到水袋的重要性。水袋本身所具有的參數會影響著降塵的效率。水袋的厚度會對水霧的擴散造成一定的影響[2]。除此之外，水袋的大小和安置的位置都會對降塵帶來一定的影響。因此進行水袋封堵降塵時要嚴格把握水袋的用法。

（1）選擇水袋。進行水袋封堵降塵技術時，要注重對水袋的應用和選擇。通常情況下，水袋所應用的原材料是塑料和乳膠。這些原材料會嚴重影響周邊環境?，F階段，我國所用的爆破水袋是應用ldp制成，擁有一定的環保性，進行使用時能夠像之前的水袋一樣擁有抗壓性，同時還具有可分解性減少了對自然環境的污染。

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

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

進行實驗得知，水大長徑比和畜水量有著一定的線性關系，在水袋爆炸時，產生的沖擊力被水吸收，進而形成水霧向空氣中噴灑水霧和粉塵，有效融合達到降塵目的。除此之外，水霧霧滴的噴灑速度跟長徑比也有著一定的關聯。總之，要在合適的范圍之內，對水大長徑比進行有效的設計，保障水袋霧滴能夠均勻噴灑和排列，以便達到更好的降塵效果。

（4）固有填塞長度下水袋的參數。在進行除塵時，為有效得到水袋參數和安裝位置的降塵效率進行了有效的實驗。

在進行實驗時，應用了不同的水袋參數，在不同位置的情況下對填塞長度進行了確認。

（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備工作及對鉆孔和被爆破物體展開有效的濕潤處理，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，達到了很好降塵的效率。

3 水炮車噴水技術應用

水炮車噴水是指爆區爆前噴水由爆破技術員與運礦車間水車司機共同完成，水車由爆區負責技術員與調度室預定，預定時說明爆區地點和水車到達爆區的時間和需要的水量，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，能達到很好的降塵效果。爆破技術員全程指揮水車的行進路線和噴水方向。噴水量根據爆破方量和爆區地質條件確定。噴水后采面做到低洼處有積水，高處地面以下10cm呈濕潤狀態。

①正常爆區噴水。為節省爆破過程時間，一般先噴臺階根部4m～5m處，水車與臺階根部保持一定安全距離，防止噴水時落石砸水車，然后噴射爆堆前撲的30m～40m范圍。然后噴爆區表面，噴水時先噴巖粉最細的渣面，最后大范圍的掃射。②邊坡爆區噴水。遠景南幫噴水時，要先噴邊坡區域，重點噴射山皮土與巖石夾生的位置，水量要足。③邊幫爆區噴水。在有落石可能的邊幫爆區時，要先噴水，后連接起爆網絡，防止噴水時落石砸斷導爆管。④塌陷區爆區噴水。塌陷區爆區噴水時，要盡量避開孔口。噴水量也要嚴格控制，防止孔口塌陷，擠壓導爆管。同時防止有水滲入藥柱，影響爆破效果，避免爆破產生大量黃煙。

注意事項：①技術員指揮水車時隨時與司機溝通，確保噴射位置到位、水量合適。②技術員指揮水車時，盡量站在風向的上風口。③冬季爆區噴水時注意噴后結冰的問題，應盡量起爆網絡連接完好后噴水。④碎石較多的爆區噴水時，應避免直射導爆管位置，要向上噴射，使水柱自然下落，防止高速水流沖擊碎石，砸斷導爆管。⑤遠景采區南幫明顯位置爆破時，為防止煙塵騰起，可采取放擠壓爆破方式。

4 水霧抑塵車技術應用

水霧抑塵車應用主要是指爆破過程中，利用高壓氣體在極短的時間將水從水罐內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，空壓機風壓為17Mpa，經試驗水霧噴出持續時間大約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最后一排孔14m左右，在起爆指令發出后，利用遠程遙控水霧噴出7s左右后，爆區在執行起爆命令。

5 結語

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