露天矿山爆破降尘技术应用研究

刘铁亮，葛树利，闫 寒，刘 根

（唐山三友矿山有限公司，河北 唐山 063000）

露天矿爆破属于开敞空间爆破，爆破作业自由空间大，粉尘的扩散空间也很大，粉尘产生的原因主要有：炮孔周边的矿岩被炸药炸碎产生粉尘；矿岩表面的粉尘在爆破过程中扬起；爆破冲击波对炮区周围灰尘的扰动。因此，研究露天矿爆破降尘具有重要的意义。

1 降尘技术原理介绍

（1）水降尘技术及其原理。爆破扬尘的粒度分布情况及尘粒运动特性：①爆破扬尘的尘粒粒径分布情况。根据调查显示，应用钻孔爆破方式来处理介质，有可能会在钻孔爆破使用的产生较多的气体和粉尘，这些粉尘在风里的作用下会漂浮在空气中，还可能会对周围的环境产生较大的影响。②单颗尘粒在气流中的运动情况[1]。通过调查研究得知，单颗尘粒大气中有两种不同的运动状态。第一种是受到风力作用在空气中自由飘动；第二种是排除风作用自身重力的作用下导致粉尘在空气中飘动。为有效减少空气中粉尘这时就要应用有效的方式让粉尘聚集并沉降。

（2）尘流中尘粒间的作用力。粉尘在空气中漂浮时不仅会受到风力的干扰，还有可能被其他力作用。除此之外，粉尘颗粒空气中悬浮时可能会发生碰撞，这种力也是不能忽视的。

①第一种尘土的作用力范德华力FM。在物理学中，对范德华力进行分析能够对粉尘颗粒的运动分析有着一定的促进作用。站在微观角度上来说，范德华力是原子核周围的电子云造成的。②静电力FM。静电力FM大多数是由于电位差、库伦力造成。③液体桥联力FL。液桥力通常情况下是有曲面产生的压力以及表面张力共同构成的。通过对有关资料进行研究可知，上述三种力均有可能作用于粉尘颗粒中。这三种力能够让粉尘聚集到一起并沉降到地面中。通过有效分析得知这三种力的作用力和颗粒的大小有着线性关系。凝聚力会一直增大。

2 水袋封堵降尘技术的应用

在水袋封堵降尘技术中，要充分了解到水袋的重要性。水袋本身所具有的参数会影响着降尘的效率。水袋的厚度会对水雾的扩散造成一定的影响[2]。除此之外，水袋的大小和安置的位置都会对降尘带来一定的影响。因此进行水袋封堵降尘时要严格把握水袋的用法。

（1）选择水袋。进行水袋封堵降尘技术时，要注重对水袋的应用和选择。通常情况下，水袋所应用的原材料是塑料和乳胶。这些原材料会严重影响周边环境。现阶段，我国所用的爆破水袋是应用ldp制成，拥有一定的环保性，进行使用时能够像之前的水袋一样拥有抗压性，同时还具有可分解性减少了对自然环境的污染。

（2）确定水袋壁的厚度。水袋的厚度影响的是水雾的扩散，无论过厚还是过薄都很容易产生问题。目前，市场中销量较高的水袋厚度在0.03我让苗苗加你哦，她负责这个、～0.055mm范围内，但是进行研究得知更为合适的厚度还要在上述基础上加上0.033mm才行。

（3）水袋长径比设计。为有效进行降尘，还需要注意水袋的长径比设计。在进行注水时，要保障蓄水直径和钻孔直径相等。另外，还要保障长径比和钻孔直径相当。这种做法主要是由于水袋在爆炸时会造成一定的冲击力。实际进行降尘时，水袋中的水以雾滴进行喷洒，这时要对雾滴的直径展开管理，有效加强降尘效率。

进行实验得知，水大长径比和畜水量有着一定的线性关系，在水袋爆炸时，产生的冲击力被水吸收，进而形成水雾向空气中喷洒水雾和粉尘，有效融合达到降尘目的。除此之外，水雾雾滴的喷洒速度跟长径比也有着一定的关联。总之，要在合适的范围之内，对水大长径比进行有效的设计，保障水袋雾滴能够均匀喷洒和排列，以便达到更好的降尘效果。

（4）固有填塞长度下水袋的参数。在进行除尘时，为有效得到水袋参数和安装位置的降尘效率进行了有效的实验。

在进行实验时，应用了不同的水袋参数，在不同位置的情况下对填塞长度进行了确认。

（5）钻孔岩粉及被爆物体表面粉尘的处理。在展开爆破前要做准备工作及对钻孔和被爆破物体展开有效的湿润处理，用水来缓解粉尘向大气中弥漫，这样也减少了后期的工作量，达到了很好降尘的效率。

3 水炮车喷水技术应用

水炮车喷水是指爆区爆前喷水由爆破技术员与运矿车间水车司机共同完成，水车由爆区负责技术员与调度室预定，预定时说明爆区地点和水车到达爆区的时间和需要的水量，一般方量1万t以下使用20t水，方量1万t～3万t使用40t水，方量3万t以上使用80t水，能达到很好的降尘效果。爆破技术员全程指挥水车的行进路线和喷水方向。喷水量根据爆破方量和爆区地质条件确定。喷水后采面做到低洼处有积水，高处地面以下10cm呈湿润状态。

①正常爆区喷水。为节省爆破过程时间，一般先喷台阶根部4m～5m处，水车与台阶根部保持一定安全距离，防止喷水时落石砸水车，然后喷射爆堆前扑的30m～40m范围。然后喷爆区表面，喷水时先喷岩粉最细的渣面，最后大范围的扫射。②边坡爆区喷水。远景南帮喷水时，要先喷边坡区域，重点喷射山皮土与岩石夹生的位置，水量要足。③边帮爆区喷水。在有落石可能的边帮爆区时，要先喷水，后连接起爆网络，防止喷水时落石砸断导爆管。④塌陷区爆区喷水。塌陷区爆区喷水时，要尽量避开孔口。喷水量也要严格控制，防止孔口塌陷，挤压导爆管。同时防止有水渗入药柱，影响爆破效果，避免爆破产生大量黄烟。

注意事项：①技术员指挥水车时随时与司机沟通，确保喷射位置到位、水量合适。②技术员指挥水车时，尽量站在风向的上风口。③冬季爆区喷水时注意喷后结冰的问题，应尽量起爆网络连接完好后喷水。④碎石较多的爆区喷水时，应避免直射导爆管位置，要向上喷射，使水柱自然下落，防止高速水流冲击碎石，砸断导爆管。⑤远景采区南帮明显位置爆破时，为防止烟尘腾起，可采取放挤压爆破方式。

4 水雾抑尘车技术应用

水雾抑尘车应用主要是指爆破过程中，利用高压气体在极短的时间将水从水罐内喷出形成水雾降低爆破过程中形成的烟尘。水雾抑尘车的载水量大概8t，空压机风压为17Mpa，经试验水雾喷出持续时间大约20s，水雾喷射有效距离50m左右，水雾抑尘车所在位置一般距离主爆区最后一排孔14m左右，在起爆指令发出后，利用远程遥控水雾喷出7s左右后，爆区在执行起爆命令。

5 结语

由于爆破抑尘技术的逐渐成熟，爆破抑尘设备层出不穷，寻找更适合我矿山设备，采用车载空压机加压水罐喷水降尘的方法，并且综合多种方法进行作业爆破抑尘效果明显。