کاهش بازده تخته سنگ در انفجار سطحی: چرا انفجار بیشتر راه حل نیست
اگر مدتی در عملیات انفجار سطحی کار کرده باشید، این حس را میشناسید. بعد از شلیک به سمت تودهی مواد منفجره میروید و میبینید که آنجا هستند - شش تخته سنگ به اندازهی ماشینهای کوچک، درست جایی که قبلاً ردیف جلو بود. اپراتور بیل مکانیکی چنین نگاهی به شما میدهد. مدیر پروژه شروع به محاسبهی هزینههای شکستگی ثانویه در ذهنش میکند. و یک نفر، ناگزیر، چیزی را میگوید که نمیخواهید بشنوید: ددددشاید باید دور بعد پودر بیشتری اضافه کنیم. دددد
این چیزی است که من به سختی یاد گرفتم، بعد از اینکه به اندازه کافی ANFO مصرف کردم تا یک معدن کوچک را تأمین مالی کنم: مشکلات تخته سنگ تقریباً هرگز مربوط به مواد منفجره ناکافی نیست. آنها مربوط به رفتن انرژی به مکانهای اشتباه هستند. نشتیها را ببندید، و تکهتکه شدن خودش از بین میرود.
مرحله اول: قبل از اینکه به پارامتری دست بزنید، سنگ را بررسی کنید
قبل از اینکه فاصله سوراخها را تغییر دهید، قبل از اینکه ضریب پودر را تنظیم کنید، قبل از اینکه با اعداد کاری انجام دهید، روی سطح میز راه بروید. واقعاً به آن نگاه کنید.
ردیف جلویی سوراخها و قسمت بالایی نیمکت جایی است که تخته سنگها از آنجا میآیند، و دلیلی برای آن وجود دارد. ردیف جلویی به سنگی که قبلاً آسیب دیده است - توسط انفجار قبلی، توسط ماهها هوازدگی، توسط آرامش صورت آزاد - برخورد میکند. نیمکت بالایی؟ همین داستان از بالا به پایین. این مناطق با درزهای باز و شکستگیهای ریز متقاطع هستند که از بیست متری نمیتوانید آنها را ببینید، اما قطعاً انرژی انفجاری شما را میدزدند.
وقتی موج انفجار به یک شکستگی باز برخورد میکند، به طور کامل از آن عبور نمیکند. موج تنشی منعکس میشود، پراکنده میشود و فشار خود را از دست میدهد. گازی که به دنبال آن میآید - چیزی که در واقع بیشتر سنگ را در یک انفجار به درستی طراحی شده میشکند - به جای فشار آوردن به دیواره چاه، مستقیماً به داخل شکاف تخلیه میشود. نتیجه نهایی: ماده منفجره منفجر شد، زمین لرزید و سنگ بین شکافها هرگز فشار پایدار کافی برای شکستن را احساس نکرد.
همین اتفاق در مرزهای زمینشناسی نیز رخ میدهد. به یک لایه رسی، یک منطقه برشی یا یک سد فرسوده برخورد کنید، موج تنشی به طور کامل متوقف میشود. سنگ در طرف دیگر آن مرز، سالم به بیرون رانده میشود و به صورت تخته سنگی در توده گل و لای فرود میآید که گروه حفاری ثانویه شما تا سه روز آینده آن را نفرین خواهد کرد.
بنابراین مرحله اول تنظیم چیزی نیست. این است که روی نیمکت راه بروید و مناطق مشکلدار را روی یک طرح اسپری رنگ شده علامتگذاری کنید: ردیف جلویی ترک خورده اینجا، رگه رسی آنجا، سنگ پوششی فرسوده در بالای آن. اگر ندانید انرژی از کجا نشت میکند، نمیتوانید سوراخها را ببندید.
مرحله دوم: دو پارامتری که در واقع سوزن را حرکت میدهند
وقتی بدانید کدام مناطق قرار است با شما بجنگند، میتوانید به جای کورکورانه، هوشمندانه خود را وفق دهید.
اولین پارامتری که ارزش بررسی دارد، الگوی سوراخ است. تعداد قابل توجهی از معادن هنوز از طرحی استفاده میکنند که میتوان آن را طرح سنتی "ddhhh نامید: فاصله سوراخهای کوچک با بار نسبتاً زیاد. تصور بر این است که سوراخهای با فاصله نزدیک، خردایش بهتری ایجاد میکنند. واقعیت برعکس است: فاصله کم با بار زیاد، شکافهای انرژی را در نوک سکو ایجاد میکند و این شکافها دقیقاً تخته سنگها و بقایای نوک سکو را تولید میکنند که همه از آن متنفرند.
برعکسش کن. فاصله زیاد، بار کم. فاصله سوراخ تا سوراخ را زیاد کن، اما ردیف را به سطح آزاد نزدیکتر کن. همزمان دو مزیت به دست میآورید: کاهش بار به این معنی است که ردیف جلویی به جای اینکه یک نوک تیز باقی بگذارد، کاملاً به کف میشکند، و فاصله بیشتر - تا زمانی که طوری محاسبه شود که همپوشانی کامل انرژی بین سوراخهای مجاور برقرار باشد - توده سنگ را بدون همپوشانی بیهوده یک الگوی تنگ میپوشاند. خرد شدن سنگ یکنواختتر میشود و شما سوراخهای کمتری در هر متر مکعب حفر میکنید. این یعنی صرفهجویی در هزینه در هر دو انتها.
پارامتر دوم ضریب پودر است و نکته کلیدی این است که دیگر آن را به عنوان یک عدد برای کل شات در نظر نگیرید. ردیف جلویی ترک خورده یک برآمدگی پیدا میکند - 10 تا 20 درصد مواد منفجره بیشتر در هر متر مکعب نسبت به خط پایه. شما صرفاً به خاطر قدرت، قدرت اضافه نمیکنید؛ شما نشت انرژی از طریق آن ترکهای از پیش موجود را جبران میکنید. سنگ سالم پشت ردیف جلویی در خط پایه باقی میماند. و نزدیک دیواره شیب نهایی، شما در واقع ضریب پودر را عقب میکشید - پایداری شیب یک مسئله ایمنی است، نه یک معیار تولید، و انفجار بیش از حد در نزدیکی محیط، نحوه ایجاد شکستهای گوهای است که شش ماه بعد ظاهر میشوند.
با گامهای کوچک تنظیم کنید و آزمایش کنید. 10٪ به منطقه مشکلدار اضافه کنید، شلیک کنید، توده سنگ را بررسی کنید. هنوز تخته سنگ وجود دارد؟ به 15٪ بروید. به دلیل بیصبری به 25٪ پرش نکنید. انفجار بیش از حد فقط پول را هدر نمیدهد - باعث ایجاد سنگ پرتابی، لرزش بیش از حد و دیوار پشتی ناهموار میشود که حفاری دور بعدی را دشوارتر میکند.
مرحله سوم: مقداری از خاک را به عنوان ضربه گیر نگه دارید
انفجار با سطح صاف - که در آن هر اونس از توده سنگ حاصل از شلیک قبلی قبل از دور بعدی برداشته شده است - در بسیاری از سایتها به دلیل مرتب به نظر رسیدن، روش پیشفرض است. همچنین این روش یکی از بزرگترین عوامل افزایش بازده سنگ است و دلیل آن به شرح زیر است.
وقتی ردیف جلو در هوای خالی شلیک میکند، هیچ چیز به جز اینرسی خود سنگ، در برابر حرکت سنگ مقاومت نمیکند. انرژی انفجاری تقریباً به دو بخش تقسیم میشود: موج تنش که سنگ را در جای خود میشکند، و انبساط گاز که سنگ شکسته را به جلو هل میدهد. وقتی چیزی جلوی میز نیست، فاز انبساط گاز بیشتر انرژی خود را صرف پرتاب میکند - شتاب دادن سنگ به سمت بیرون، دور از سطح، بدون هیچ مقاومتی. قطعات پرتاب میشوند، فرود میآیند، و به عنوان بلوکهای سالم آنجا میمانند زیرا هیچ برخوردی، هیچ خرد شدن بین ذرات، و هیچ چیزی برای تبدیل قطعات بزرگ به قطعات کوچک وجود ندارد.
انفجار بافر - که نواری به عرض ۲ تا ۴ متر از توده سنگ قبلی را در مقابل سطح زمین باقی میگذارد - فیزیک را به کلی تغییر میدهد. ردیف جلو به جای هوای آزاد، به سمت آن مانع سنگ شلیک میکند. قطعات سنگ به توده سنگ باقی مانده برخورد میکنند، با یکدیگر برخورد میکنند و انرژی جنبشی که قرار بود در هنگام پرتاب هدر برود، از طریق ضربه و خرد شدن به شکستگی ثانویه تبدیل میشود. قطعات کوچکتر، سنگهای پرتابی کمتر و توده سنگ متراکمتری به دست میآورید که کندن آن آسانتر است.
برای اینکه این روش جواب بدهد، چند نکته باید رعایت شود: گل و لای باقی مانده باید به اندازه کافی متراکم باشد تا مقاومت واقعی ایجاد کند - توده شل و پفکی این کار را نمیکند. ضریب پودر باید 10 تا 20 درصد افزایش یابد زیرا شما کار بیشتری انجام میدهید (شکستن در برابر مقاومت، انرژی بیشتری نسبت به شکستن در فضای آزاد میگیرد). و زمان تأخیر بین ردیفها باید کمی طولانیتر از یک انفجار با سطح تمیز باشد تا به قطعات هر ردیف زمان داده شود تا قبل از رسیدن ردیف بعدی، به ضربه گیر برخورد کرده و خرد شوند.
مرحله چهارم: فراموش نکنید که در بالا چه اتفاقی میافتد
ناحیه ساقه - آن قسمت بالای گمانه که با مواد بیاثر به جای مواد منفجره پر شده است - برای کنترل سنگهای پرتابی وجود دارد و از نظر ایمنی غیرقابل مذاکره است. اما مشکلی ایجاد میکند: ستون مواد منفجره از قسمت پایینتری در گودال شروع میشود، به این معنی که بالای سکو انرژی انفجاری مستقیم کمتری دریافت میکند. حدس بزنید دسته بعدی تخته سنگها از کجا میآیند.
شما نمیتوانید برای رفع این مشکل، ساقه را کوتاه کنید - به این ترتیب با انفجارهای سطحی و حوادث پرتاب سنگ مواجه میشوید. اما در اینجا یک ترفند میدانی وجود دارد که جواب میدهد: یک بار تقویتکننده کوچک را درون ستون ساقه قرار دهید، طوری که انرژی کافی برای شکستن ناحیه یقه بدون منفجر کردن ساقه را اعمال کند. نه یک بار کامل - فقط به اندازهای که سنگ بالایی را بشکند، بنابراین به جای اینکه انبساط گاز را به عنوان یک تخته سنگ جامد تحمل کند، با بقیه دور میشکند. من دیدهام که این تکنیک تعداد تخته سنگهای بالایی را در سکوهایی که تخته سنگهای ناحیه یقه یک مشکل مزمن بودند، بیش از نصف کاهش داده است.
در حین انجام این کار، توالی شروع خود را با الگوی سوراخ جدید همگامسازی کنید. فاصله زیاد با بار کم، بهترین عملکرد را با تأخیرهای الکترونیکی ردیف به ردیف دارد - هر ردیف یک ضربه تمیز به بافر دریافت میکند، قطعات با هم برخورد میکنند و ردیف بعدی قبل از اینکه توده مواد تهنشین شود و مقاومت خود را از دست بدهد، از راه میرسد.
این چه ارتباطی با شکستن سنگ با اکسیژن دارد؟
هر آنچه که من توضیح دادم، فرض را بر این میگذارد که شما از مواد منفجره معمولی در یک سیستم انفجار رومیزی استاندارد استفاده میکنید. اما اصول - آزادسازی انرژی کنترلشده، به حداقل رساندن نشت از طریق شکستگیها، استفاده از انبساط محدود به جای پرتاب آزاد - دقیقاً همان چیزی است که سیستمهای سنگشکن غیرانفجاری را مؤثر میکند.
سیستم انفجار سنگ با اکسیژن (O2) بر اساس یک مکانیسم اساساً متفاوت عمل میکند: انبساط تغییر فاز اکسیژن مایع به جای انفجار شیمیایی. اما فیزیک شکست مؤثر سنگ یکسان است. انبساط کنترلشده در برابر مقاومت، خردایش بهتری نسبت به پرتاب نامحدود ایجاد میکند. شکستگیهای از پیش موجود، چه از ANFO استفاده کنید و چه از LOX، انرژی را میدزدند. و درک توده سنگ شما قبل از طراحی انفجار، تفاوت بین یک توده سنگ تمیز و یک مزرعه سنگریزه است، صرف نظر از اینکه چه چیزی را در گودال قرار میدهید.
برای معادن نزدیک زیرساختهای حساس که در آنها پرتاب سنگ، لرزش و اخذ مجوز از محدودیتهای اجباری هستند، سیستم O2 مشکلاتی را حل میکند که انفجار بافر و کنترل دقیق ضریب پودر تنها تا حدی میتوانند آنها را برطرف کنند. صفر پرتاب سنگ به معنای عدم وجود مانع در مسیر است. آزادسازی انرژی کنترلشده به معنای عدم خروج گاز از طریق شکستگیها است. و فاصله ایمنی از صدها متر به صد متر کاهش مییابد - که در یک معدن احاطهشده توسط جادهها و ساختمانها، میتواند تفاوت بین کار کردن و کار نکردن باشد.
