探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術分析

董曉斌

（黑龍江省第二水文地質工程地質勘察院黑龍江哈爾濱150030）

探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術分析

董曉斌

（黑龍江省第二水文地質工程地質勘察院黑龍江哈爾濱150030）

本文圍繞黑龍江省鐵力市大安河金礦探礦坑道作業為實例分析，對粉塵與炮煙控制技術進行了闡述與分析，展開試驗研究，并提出探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術應用中需要考慮的其他因素，希望能夠從理論層面上為我國探礦工程的發展提供一點支持與指導。

探礦坑道；爆破；炮煙；控制

引言

對于坑道爆破而言，由于會產生大量粉塵與炮煙，如果沒有采取有效的處理與防護措施，那么就有可能造成嚴重的安全事故。以甘肅省某礦區探礦坑道為例，該工程所處環境十分惡劣，地下空間相對狹窄，坑道內通風不足，存在嚴重的粉塵與炮煙濃度超標問題。為了解決這一問題，保障作業人員人身安全，就必須圍繞探礦坑道爆破粉塵及炮煙控制技術展開研究與分析。

1 粉塵及炮煙控制技術

小斷面探礦坑道空間相對狹窄，因此在實施爆破之后，受限于擴散空間，粉塵和跑安濃度超標現象十分普遍。此時就需要針對這一問題采取相應的控制方法，例如利用濕式鑿巖、水封爆破、機械強力排塵等方法，對煙塵進行控制。以甘肅某探礦坑道為例，工程項目部圍繞粉塵與炮煙控制技術進行研究與嘗試，并結合上述幾種煙塵控制方法展開實驗。具體闡述如下。

1.1 濕式鑿巖技術

所謂的濕式鑿巖技術，就要通過釬頭的水孔給水，通過水濕潤破碎中的孔底巖石，并向孔外排放。為了對濕式鑿巖控塵效果進行驗證，選擇工程中兩個坑道1#、2#進行試驗，分別采用濕式鑿巖與干式鑿巖的方法。通過實驗，得出1#坑道粉塵濃度降低了81.6%，2#坑道降低了79.5%。基于相同的外部環境，根據鑿巖工與巖石的不同，鉆鑿炮眼產生的粉塵量也有所差異。因此，必須對濕式鑿巖數據庫進行建立，為優化濕式鑿巖技術提供支持，使塵源封堵效果得到改進。

1.2 水幕過濾技術

在坑道工程航道頂部或兩幫，將數個噴霧器安裝在水管上，其形成的噴霧即水幕。具體如下圖所示。

圖1 巷道水幕示意圖

噴霧器可以將水流霧化，形成細微水滴，并在空氣社噴射，進而濕潤巖堆、巷道周壁與空氣中的粉塵，塵粒之間會相互附著，并凝聚成較大的顆粒，并沉降或提高附著性，如此降塵就得以實現。此外，這種方法也可以使炮煙得以消除，使通風時間得以縮短。

在布置噴霧器的過程中，應在巷道斷面盡可能布滿水幕，并與塵源靠近。安設凈化水幕的巷道應確保具有完整支護與平整的壁面，不可存在斷裂破碎情況。在3#探礦坑道中，對耗水量為11.2L/（個·min）的PZA-2.5/55錐型噴霧器加以使用。各將水幕設置在距工作面15、35、55處，并在爆破前2～3min將噴霧器打開。根據測算，在流經第一道、第二道、第三道水幕之后，工作面含塵風降塵率分別達到60%、79%、98%左右，基本控制了粉塵濃度，成效比較突出。

為了充分發揮排煙除塵技術的作用，設置四種不同條件，圍繞3#坑道進行試驗，具體效果如下圖所示。

圖2 不同條件下粉塵濃度

根據上圖，可以看出，有噴霧，有通風的條件下，不管是排煙除塵率，還是時間都取得了最理想的效果，在27min時，就可以完全排除粉塵與炮煙。

1.3 水炮泥封堵技術

將部分炮泥用裝水塑料袋代替，然后填在炮眼中實現封堵，即水炮泥封堵技術。在爆破過程中，破裂的水袋會釋放出來的水會在高溫高壓條件下氣化，并與塵粒凝結，如此就可以實現降塵。該項技術的優勢十分突出，例如在爆破中使用該項技術，粉塵量得以降低，并且有毒氣體也得到控制，通風時間也得以縮短，作業循環得以推進；此外，該項技術能夠使堵塞更加嚴密，在爆破效率上也得到了很大提升。

以4#探礦坑道中對水炮泥封堵技術的應用為例，下圖分別為水炮泥裝填結構與水袋結構。

2 其他因素

為了使粉塵與炮煙得到有效控制，還需要綜合考慮各方面因素，例如炸藥類型、巖層地質條件以及炮孔鉆鑿質量等等。選擇炸藥時應優先考慮零氧平衡或接近領養平衡，爆破工藝的選擇也要對巖層地質條件變化情況進行分析，只有如此才能夠使爆破效果得到改進，使粉塵與炮煙得到有效控制。

結語

圖3 水炮泥布置

圖4 自動封口水炮泥

為了降低試驗成本，以高分子聚乙烯作為水袋材料，這種水袋在經濟上具有突出優勢，并且質量較好，裝滿水后可自行封閉。水袋充水應采用70kPa表壓的壓力水，并對炸藥量與水袋數量比例進行合理設計，通常以2∶1為宜。根據試驗，可知相較于單純土炮泥，水炮泥封堵技術消耗的炸藥量要少5.8%，炮煙量也得到控制，并且降低了20%～50%左右的微細粉塵量。

本文以黑龍江省鐵力市大安河金礦探礦坑道作業為實例分析，圍繞爆破粉塵與炮煙控制技術進行試驗與分析，根據結果，可知在爆破粉塵與炮煙治理中，必須將各種先進的技術方法結合到一起使用，只有如此才能夠使控制效果達到最佳。就小斷面坑道而言，在未來爆破粉塵與炮煙控制技術發展過程中，必然需要圍繞經濟性、高效性以及實用性等方面進行分析與研究。

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