露天礦山爆破降塵技術的實踐分析

宋士博

（貴州久遠祥和爆破工程有限責任公司，貴州 貴陽 550025）

露天礦山的爆破施工主要是在開放空間內完成的，空間范圍很大，爆炸產生的煙塵的傳播范圍也很大。爆破粉塵產生后，在極短的時間內，不同顆粒物的運動軌跡也不盡相同，諸多的顆粒物相互疊加，就形成了粉塵團。由于顆粒的密度比較大，所以顆粒運動時的慣性也較大，顆粒團會以慣性運動為主，在粉塵團的前端移動；而且受到空氣阻力的影響，粉塵運動速度會逐漸變小，這是因為其運動動量在減小，氣態的物質會以擴散運動為主逐漸移動到粉塵團的前端，代替顆粒團[1]。爆破時所產生的粉塵和顆粒大小會隨著爆破巖體性質等因素的不同而有所改變。例如，如果巖石的含水量較高，那產生的粉塵就會比較少而且顆粒較大；如果巖石的含水量比較少，那產生的粉塵就比較多，顆粒也比較小。除此之外，爆破時礦塵的性質也會受到裝藥的參數、炸藥類型、起爆的方式等的影響。

1 粉塵顆粒運動特性及相互作用

1.1 粉塵顆粒運動特性

爆破時產生的粉塵顆粒粒度的分布情況以及其運動的特性：

（1）關于爆破時產生的粉塵，以及其粒徑和分布的情況。據研究顯示，使用鉆孔爆破的方法來處理介質，比較容易產生粉塵和氣體，跟著風吹動，粉塵和氣體會漂浮在空中，不利于周圍環境，可能會污染周圍的環境健康。

（2）氣流中的粉塵顆粒的運動情況。通過研究發現，空氣中的粉塵顆粒主要有兩種運動狀態，首先是由于風的作用，在空中飄動；其次就是在無風的環境中，由于自身的重力因素，在空中飄動[2]。因此急需有效的方式聚集并沉降空氣中的粉塵，從而減少空中的粉塵顆粒。

1.2 塵粒間的作用力

粉塵的顆粒在漂浮時，可能會受到多種力的干擾，也許受到風的影響，也有可能被其他力干擾。與此同時，空中懸浮的粉塵的顆粒，會出現相互碰撞的可能，碰撞產生的力也會對懸浮顆粒產生很大的影響。

（1）首先是范德華力。這是一種粉塵間的作用力，物理中，在分析粉塵顆粒的運動狀態時，這種作用力是有很大作用的。換一個角度，轉到微觀角度，這種力正是由于原子核周圍存在的電子云而形成的。

（2）其次是靜電力，絕大多數情況下，靜電力都是因為庫倫力或電位差造成的。

（3）最后是液體橋聯力，在曲面上產生了壓力，以及表面張力，這兩種力共同形成了液體橋聯力。

根據相關的研究資料，范德華力、靜電力以及液體橋聯力這三種力都能作用在粉塵上。在這三種力作用下，可以促使粉塵聚集沉降。在進行科學的分析后，我們可以發現，顆粒的大小與這三種力的作用力有著直接的關系。

2 降塵技術介紹

2.1 水袋封堵降塵技術的應用

在應用這個技術時，要了解到一些關于設備自身的因素，比如水袋自身的參數與降塵的效果是息息相關的。而水袋的層壁的厚薄會影響到水霧擴散的效果，水袋的放置位置與相應的大小都會有影響到整體的降塵效果。因此要深入了解水袋封堵降塵技術時對于水袋的用法。

（1）水袋的選擇。在利用水袋進行降塵時，選擇水袋是十分重要的。在多數情況中，所使用的水袋的原材料主要是塑料或乳膠。但這些原材料并不環保，周邊環境可能會受到不利的影響。在現在這個階段，我國爆破水袋是使用ldp制成，環保性能比較好，使用時抗壓性也比較強，同時還可以自然分解，這就減少了污染，更加的環保。

（2）對水袋壁的厚度進行確定。水霧的擴散效果會嚴重受到水袋壁的厚度的影響，過厚或者是過薄的厚度，都會影響到最后的效果。目前在市場上銷量最高的水袋壁厚度在0.03mm，但是對于降塵來說更合適的厚度是在這個基礎上加上0.033mm。

（3）水袋長徑比設計。為了進行爆破降塵，要設計好水袋的長徑比。在進行注水步驟時，鉆孔的直徑與蓄水直徑要保證相等。在進行降塵操作時，水袋中的水以霧滴的形式去噴灑，就要設計好霧滴的直徑，這樣降塵的效果才能得到加強。通過實驗研究數據表明，水袋長徑比直接影響到畜水量，水會吸收掉爆炸時對水袋所產生的沖擊力，形成水霧進行噴灑，粉塵遇到水霧后，會進行有效融合，以達到降塵的目的。除此之外，水霧長徑比也會直接影響到噴灑速度。所以要在合理的范圍內，將水袋長徑比設計好，保證水袋霧滴噴灑和排列時比較均勻，這樣降塵的效果才會比較令人滿意。

（4）有效處理好鉆孔巖粉及被爆物體的表面粉塵。在進行爆破之前，要充分浸濕鉆孔和被爆破物體，利用水緩解粉塵在空氣中彌漫的情況，從而減少后期的工作量，進行有效的降塵。

2.2 關于實際應用水炮車噴水技術

該項噴水技術的具體操作，是在爆炸前對爆區進行噴水，是由爆破技術員與運水的司機共同完成，爆區負責的技術人員直接預訂水車，爆區地點和水車到達的準確時間需要在預訂時溝通確定好，水量及時加上。爆破技術人員要指揮好水車的前進路線和噴水的具體方向。噴水量也要依據爆區地質條件和當日爆破方量而定。噴水后要達到低洼處要有積水，高處的地面下一段距離內要呈濕潤狀態。噴水前要對炮孔口進行覆蓋遮擋和嚴格控制每一區域噴水量，避免炮孔內積水過多造成非抗水性炸藥失效。

圖1 水炮車

（1）正常爆區的噴水方法。為了縮短爆破的時間，大多數情況下會率先噴臺階的根部，水車與臺階根部的距離要保持一個安全值，防止噴水時不幸有落石砸到水車。在噴爆區的外表面時，要先噴渣面，因為那里的巖粉是最細的，然后再進行大范圍噴灑。

（2）邊坡爆區的噴水方法。在進行遠景噴水時，邊坡區域要首先接受噴灑，山皮土和巖石夾生的地方要注意重點進行噴射，噴灑時的水量一定要充足。詳細來說，一是邊幫爆區接受噴水。邊幫爆區有可能會遇到落石，因此要先噴水，然后再與起爆網絡進行連接，這是為了防止在噴水時雷管被落石砸斷。二是塌陷區爆區接受噴水。在塌陷區爆區進行噴水時，要盡可能避開孔口處。嚴格控制好噴水量，防止孔口出現塌陷，雷管受到擠壓。藥柱也要注意，避免有水滲透進去，從而影響爆破的具體效果。

注意事項：①技術員與司機進行及時的溝通，保證做到噴射到位、水量充足。②在指揮水車運作時，技術員要站在上風口以保證安全。③在冬季進行爆區噴水時，要注意到由于溫度過低而結冰這一問題，要在連接好起爆網絡后再進行噴水。④在一些碎石比較多的爆區進行噴水時，不可以直接噴射雷管的位置，注意向上噴射，水柱噴出后會自然落下，這樣就能避免高速的水流直接沖擊碎石，從而砸斷雷管。⑤在一些遠景地區進行爆破時，為了抑制粉塵，可以使用擠壓爆破的方法進行施工。

3 露天礦山爆破技術對礦山安全的影響

不僅要對露天礦山爆破降塵技術進行實踐分析，也要時刻注意安全問題。

（1）要引進專業的技術人員，如受過專業培訓爆破員、安全員等，鉆孔作業的人員也要聘用工作經驗較多和技能較好的。

（2）在爆破作業的各個環節中，嚴格落實安全評價工作，從而提出科學的解決方法，制定出合理的措施。

（3）針對不同的礦山，以及礦山的特點，使用先進的技術（如計算機輔助技術等），在爆破參數正確的前提下，保障好作業現場的安全問題，保證施工程序和工作人員的操作手法正確。

（4）設定好爆破的準確參數。由于爆破作業的專業性很強，相關的工作人員要在開采規劃下嚴格執行，與工作面進行結合，在實際作業中，爆破計劃、爆破規模及爆破參數都要在準確的數值內，保留充足時間給后面的爆后排險及鏟裝作業，從而降低安全隱患問題，使爆破作業在一個更加安全的環境內進行。在設計爆破方案時，要對不同的地形地質以及氣候條件等重要因素進行綜合考慮，調查好礦區周邊的環境，確保爆破工作安全進行，保證開采方案是合理且正確的。而對于復雜的周邊環境和相關的地質環境，相對應的爆破作業和爆破設計還要由專家通過論證才可以實施。

4 結語

近年來科學技術迅速發展，人們也越來越重視綠色健康的概念。目前，我國在普及綠色施工，力從源頭上減少施工對周圍環境的污染。加上爆破降塵的技術正在發展直至成熟，而爆破降塵的高端設備也在不斷的發展與進步，為了可以找到適合相關礦山條件的設備，在露天礦山開采爆破施工中采取合理有效的降塵方法，有利于減少爆破粉塵的危害，取得明顯的抑塵效果。