مواد منفجره صنعتی و انفجار سنگ: راهنمای میدانی برای آنچه که واقعاً در زیر زمین کار میکند
اگر به اندازه کافی در معدن یا حفاری عمرانی کار کنید، یاد میگیرید که انفجار یک مهارت نیست - بلکه سه مهارت است. یکی شیمی است: دانستن اینکه چه چیزی وارد سوراخ میشود و چرا. دیگری هندسه: محل قرار دادن سوراخها، به چه ترتیبی و با چه زاویهای. و دیگری قضاوت: دانستن اینکه چه زمانی پاسخ کتاب درسی برای زمینی که روی آن ایستادهاید اشتباه است.
این راهنما دو مورد اول را پوشش میدهد. مورد سوم را باید به سختی به دست آورید.
آشپزخانه مواد منفجره: چه چیزهایی در دسترس است و چه زمانی باید از آنها استفاده کرد
مواد منفجره صنعتی بر اساس محل استفاده قانونی از آنها به سه دسته کلی تقسیم میشوند و درک این دستهها شما را از اشتباهات اداری که منجر به تعطیلی یک سایت میشود، نجات میدهد.
دسته اول - مواد منفجره مناسب برای هر نوع زمین و هر شغلی. اینها مواد منفجره ایمنی هستند که گاهی اوقات مواد منفجره مجاز یا مواد منفجره معدن زغال سنگ نامیده میشوند. آنها طوری فرموله شدهاند که دمای شعله و مدت زمان آن را به حداقل برسانند، به این معنی که میتوانند در معادن زغال سنگ زیرزمینی که متان و گرد و غبار زغال سنگ هر جرقهای را به یک فاجعه بالقوه تبدیل میکنند، استفاده شوند. اگر در جایی که خطر گاز وجود دارد، در حال انفجار هستید، این تنها کلاسی است که میتوانید به آن بپردازید.
دسته دوم - مواد منفجره مهندسی با کاربرد عمومی. برای تونلسازی، استخراج معادن و ساختوسازهای سطحی در جایی که خطر گاز یا گرد و غبار قابل احتراق وجود ندارد، مناسب است. کار در معادن زغالسنگ زیرزمینی قانونی نیست.
دسته سوم - فقط سطحی. گودالهای روباز، معادن سنگ، برشهای جادهای. اینها فرمولاسیونهای پرانرژی و پرزرق و برق شما هستند که در یک محیط محدود زیرزمینی به شدت ناامن خواهند بود. از آنها در جایی استفاده کنید که آسمان سیستم تهویه شما باشد.
از نظر ترکیب شیمیایی، نیروی محرکه این صنعت، مواد منفجره مبتنی بر نیترات آمونیوم - ANFO و انواع آن - است. ارزان، مخلوط کردن آسان در محل و ایمن بودن در مقایسه با دینامیتهای مبتنی بر نیتروگلیسیرین صد سال پیش. مزیت: مقاومت در برابر آب صفر. ANFO را در یک چاه مرطوب بریزید و فقط گل بسیار گرانقیمتی درست کردهاید. برای شرایط مرطوب، به سراغ مواد منفجره ژل آب یا امولسیونها میروید که هر دو میتوانند ساعتها در آبهای زیرزمینی بمانند و همچنان به طور قابل اعتمادی منفجر شوند.
مواد منفجره امولسیونی شایستهی توجه ویژه هستند، زیرا بیسروصدا به استانداردی برای اکثر عملیات انفجاری جدی تبدیل شدهاند. سرعت انفجار بالا، مقاومت عالی در برابر آب - در واقع بهتر از ژلهای آبی - و میتوان آنها را مستقیماً با سیستمهای بارگیری مکانیزه به داخل گمانهها پمپ کرد. عدم جابجایی دستی فشنگها، افراد کمتر در نزدیکی جبهه کار، چرخههای بارگیری کوتاهتر. در استخراج زیرزمینی سنگهای سخت که هر دقیقه از زمان از کارافتادگی هزینهی واقعی دارد، این ترکیب اهمیت دارد.
آییننامه مواد منفجره معدن زغال سنگ
معادن زغال سنگ سیستم طبقهبندی ایمنی مخصوص به خود را برای مواد منفجره دارند و این یک گزینه اختیاری نیست. قانون ساده است: خطر بالاتر گاز به معنای کلاس ایمنی بالاتر است. پنج سطح، از شماره یک تا پنج.
معادن کمگاز که از میان سنگ (نه زغالسنگ) عبور میکنند، میتوانند با مواد منفجره کلاس ۲ کار کنند. زمانی که در یک معدن کمگاز، زغالسنگ را برش میدهید یا روی یک جبهه مخلوط زغالسنگ و سنگ کار میکنید، حداقل به مواد منفجره کلاس ۳ نیاز دارید. معادن پرگاز به مواد منفجره کلاس ۴ نیاز دارند. و معادنی که سابقه فوران گاز دارند - نوعی که متان بدون هشدار و تحت فشار از لایههای زیرین فوران میکند - به مواد منفجره کلاس ۵، ایمنترین فرمولاسیون موجود، نیاز دارند.
یک قانون غیرقابل مذاکره که ارزش به خاطر سپردن دارد: برای هر شلیک در معدن زغال سنگ باید از مواد منفجره از یک نوع و با کلاس ایمنی یکسان استفاده شود. مخلوط کردن ممنوع. نههههههه، خب، فشنگ کلاس ۴ تمام شد، بنابراین از چند فشنگ کلاس ۳ برای اتمام هر راند استفاده میکنیم.هههههه این نوع طرز فکر آدم را میکشد.
چاشنیها: ماشه ای که همه چیز را تغییر داد
اگر بیش از یک دهه در صنعت انفجار سابقه داشته باشید، گذار از چاشنیهای تأخیری پیروتکنیکی به چاشنیهای الکترونیکی را به خاطر دارید. این گذار هموار نبود - افراد مسن به الکترونیک بیاعتماد بودند و سیستمهای اولیه با انتقال سیگنال زیرزمینی مشکلات اولیهای داشتند. اما این صنعت تا حد زیادی این تغییر را انجام داده است و دلیل خوبی هم برای این کار وجود دارد.
چاشنیهای الکترونیکی به شما دقت زمانی میدهند که تأخیرهای پیروتکنیکی به سادگی نمیتوانند با آن برابری کنند. یک تأخیر پیروتکنیکی حتی در همان عدد تأخیر اسمی، پراکندگی طبیعی چند میلیثانیهای دارد. چاشنیهای الکترونیکی هر بار در کسری از میلیثانیه از زمان برنامهریزیشده خود آتش میگیرند. برای طرحهای انفجاری که به توالی دقیق متکی هستند - انفجار روان برای محیط تونل، کنترل ارتعاش در نزدیکی سازههای حساس - این دقت مستقیماً به نتایج بهتر منجر میشود.
مزیت دیگری که هیچکس به اندازه کافی در مورد آن صحبت نمیکند: قابلیت ردیابی. هر چاشنی الکترونیکی یک شناسه منحصر به فرد دارد که هنگام برنامهریزی ثبت میشود. اگر مشکلی پیش بیاید - احتراق ناقص، قطع شدن، یا لرزش غیرمنتظره - میتوانید دقیقاً مشخص کنید که کدام چاشنی در کجای توالی بوده و تشخیص دهید چه اتفاقی افتاده است. با درپوشهای آتشزا، شما حدس میزنید.
یک عدد قطعی برای زغال سنگ زیرزمینی: کل تأخیر در شلیک برای یک چاشنی الکترونیکی معدن زغال سنگ نباید از ۱۳۰ میلی ثانیه تجاوز کند. این همان پنجره آتش و فرار است. هرچه بیشتر از این باشد، خطر اشتعال مخلوط متان و هوا به شدت افزایش مییابد.
محل ایجاد چالهها: هندسه انفجار در حفاری زیرزمینی
یک تونل یا راند راند سه نوع سوراخ دارد و هر کدام وظیفهی جداگانهای دارند. اگر تعادل را اشتباه رعایت کنید، یا یک نمای ناهموار و بیش از حد شکسته خواهید داشت یا یک نمای سفت و سخت که پر کردن آن دو برابر بیشتر طول میکشد.
سوراخهای برش اول وارد شوید. وظیفه آنها ایجاد یک سطح آزاد است - یک حجم خالی که بقیه دور بتواند به سمت آن حرکت کند. در یک حفاری با مقطع کوچک که عمق سوراخ کم است، برشهای زاویهدار خوب کار میکنند و راهاندازی آنها آسانتر است. برای دورهای عمیقتر و بخشهای بزرگتر، برشهای مستقیم با سوراخهای کمکی بدون بار استاندارد هستند - آنها با جامبوهای مکانیزه سریعتر مته میکنند و پیشروی بهتری در هر دور به شما میدهند.
سوراخهای تولید - که اغلب به آن سوراخهای آسانگیر یا شکستنی میگویند - کار سنگین را انجام میدهند. آنها بخش عمدهای از گرد و غبار را تشکیل میدهند، پس از باز شدن برش، آتش زده میشوند و حجم اصلی سنگ را به داخل حفرهای که برش ایجاد کرده است، میشکنند. فاصله مساوی، بار ثابت و زمان تأخیر مناسب بین حلقهها، چیزی است که قطعه قطعه شدن تمیز را از انبوهی از تخته سنگهای بزرگ جدا میکند.
سوراخهای محیطی جایی هستند که انفجار به یک هنر تبدیل میشود. این سوراخها، نمای نهایی تونل را تعریف میکنند. اگر مواد منفجره خیلی زیاد باشد، باعث میشود بیش از حد تخریب شود - سنگها از خط طراحی فراتر میروند، که به معنای پشتیبانی بیشتر از زمین و بتن بیشتر در پوشش است. اگر خیلی کم باشد، باعث میشود کمتر از حد تخریب شود، که به این معنی است که یک گروه مقیاسبندی ثانویه باید دوباره به محل برگردند و نقاط تنگ را تخریب کنند. تکنیک انفجار نرم - فشنگهایی با قطر کمتر، خرجهای جدا شده، زمانبندی الکترونیکی دقیق - دیوارهایی تمامشده با رد مته نیملولهای قابل مشاهده و زیر ۵۰٪ تخریب بیش از حد به شما میدهد. این استاندارد طلایی است.
سندبلاست سطحی: اعدادی که واقعاً اهمیت دارند
انفجار روباز در مفهوم سادهتر از کار زیرزمینی است، اما مقیاس آن هر اشتباهی را پرهزینه میکند. یک انفجار رومیزی با طراحی ضعیف نه تنها مواد منفجره را هدر میدهد، بلکه چهره بدی را برای دور بعدی به جا میگذارد، تخته سنگهای بزرگی ایجاد میکند که نیاز به شکست ثانویه دارند و سنگهای پرتابی را به سمت هر چیزی که در منطقه خطر است، میفرستد.
برای ارتفاع سکو بین ۸ تا ۱۲ متر - که نقطه ایدهآل برای اکثر عملیاتهای معدنکاری سطحی و معادن روباز است - نسبت فاصله چاه به بار باید بین ۱.۲ تا ۱.۵ باشد. حفاری زیرسطحی زیر کف سکو باید ۱۵ تا ۲۵ درصد ارتفاع سکو باشد تا از بیرون زدن پنجه جلوگیری شود. طول ساقه باید حداقل با بار در محل یقه مطابقت داشته باشد. کوتاهتر از این مقدار، خطر انفجارهایی را به همراه دارد که مواد ساقه و سنگهای پرتابی را مانند توپ از سوراخ بیرون میریزد.
ترتیب شلیک بیش از آنچه اکثر مردم فکر میکنند اهمیت دارد. شلیک مستقیم ردیف به ردیف، سیمکشی سادهای دارد، اما باعث پرتاب توده مواد منفجره به جلو و ایجاد تکهتکه شدن ناهموار میشود. شلیک با الگوی V، که در آن ترتیب از وسط شروع میشود و به سمت بیرون و به سمت دو طرف گسترش مییابد، توده مواد منفجره را محکمتر نگه میدارد و تکهتکه شدن بهتری از برخورد بین ذرات در حین پرتاب ایجاد میکند. شلیک مورب، نیروی محرکه اکثر انفجارهای تولیدی است - تکهتکه شدن خوب، اتصال ساده و نتایج قابل پیشبینی.
جایی که همه اینها ما را ترک میکند
مهندسی انفجار در واقع یک درخت تصمیم است که در قالب یک چک لیست پنهان شده است. چه سازندی؟ چه اندازه سوراخی؟ مرطوب یا خشک؟ خطر گاز یا هیچ؟ سطحی یا زیرزمینی؟ نزدیک یک سازه یا در وسط ناکجاآباد؟ هر پاسخی، انتخاب ماده منفجره، طراحی زمانبندی و پروتکلهای ایمنی را تغییر میدهد.
و سپس سوالی مطرح میشود که در چند سال اخیر مورد توجه قرار گرفته است: آیا اصلاً به مواد منفجره متعارف نیاز دارید؟ برای پروژههای نزدیک به زیرساختهای حساس - بزرگراهها، راهآهن، خطوط لوله، مناطق مسکونی - فناوری سنگشکنی غیر انفجاری به طور فزایندهای اولین انتخاب است تا جایگزین. سیستمهایی که از انبساط گاز به جای انفجار استفاده میکنند، پرتاب سنگ، لرزش و سردرد ناشی از مجوز حمل کالاهای خطرناک کلاس ۱ را از بین میبرند. وقتی به منطقه ممنوعه انفجار که صدها متر اندازهگیری شده است نیاز ندارید، جدول زمانی پروژه و روابط اجتماعی شما هر دو بهبود مییابند.
سیستم انفجار سنگ O2 که به جای انفجار شیمیایی از انبساط تغییر فاز اکسیژن مایع استفاده میکند، دقیقاً در همین کاربردها - تخریب شهری، استخراج معادن مجاور زیرساختها، حذف سنگ زیر آب - جایگاه رو به رشدی پیدا کرده است. بدون پرتاب سنگ، حداقل لرزش، بدون گاز سمی. این سیستم در هر سناریویی جایگزین انفجار مرسوم نمیشود - یک انفجار عظیم در معادن روباز هنوز به ANFO به میزان حجم کامیون نیاز دارد - اما برای کارهایی که محدودیتهای انفجار محدودیت اصلی است، گزینهای است که ارزش درک دارد.
مرجع سریع: اعدادی که باید در ذهن داشته باشید
| پارامتر | ارزش |
|---|---|
| حداکثر تأخیر چاشنی الکترونیکی معدن زغال سنگ | ۱۳۰ میلیثانیه |
| حفظ ردیابی سوراخ محیطی با سندبلاست صاف | ≥ ۵۰٪ |
| عمق زیر مته رومیزی | ۱۵-۲۵٪ ارتفاع نیمکت |
| نسبت بهینه فاصله سوراخ به بار (سطح) | ۱.۲-۱.۵ |
| حداقل طول ساقه | ≥ بار در یقه |
| زمان انتظار پس از انفجار (سطح) | ≥ ۱۵ دقیقه (۳۰ دقیقه در صورت مشکوک بودن به احتراق ناقص) |
| فاصله ایمنی سیستم O2 | ۱۰۰ متر (فاصله عملیاتی ۲-۳ متر) |
