Определение и основные технологии мелковзрывных работ на шахтах
На фоне быстрого развития науки и техники в 21 веке все сферы жизни претерпевают беспрецедентные изменения. Как важная часть национальной экономики, горнодобывающая промышленность также возвестила о технологических инновациях и модернизации. Среди них появление и развитие технологии мелкого взрыва не только знаменует переход горнодобывающих взрывных работ от традиционного "контролируемого взрыва" к новому этапу "мелкозернистого взрыва", но и обеспечивает сильную поддержку безопасного производства, эффективной добычи и защиты окружающей среды шахт. В этой статье будет проведено углубленное обсуждение с нескольких измерений, таких как определение, ключевые технологии, применение оборудования, управление на месте и будущие перспективы мелкого взрыва.
1. Определение и значение мелкодисперсной струйной обработки
1.1 Определение дробеструйной обработки
Концепция мелкого взрыва была впервые предложена академиком г-ном Сье в 2008 году. Она подчеркивает точный контроль высвобождения взрывной энергии и дробления и метания среды посредством количественного проектирования взрыва горных пород, тщательного строительства взрыва и утонченного управления. Этот контроль направлен на достижение ожидаемого эффекта взрыва горных пород, при этом эффективно контролируя вредные последствия взрыва горных пород, обеспечивая безопасность, надежность, передовые технологии, экологическую защиту и экономическую рациональность операций взрыва горных пород.
1.2 Значение мелкодисперсной струйной обработки
Продвижение и применение технологии мелкого взрыва имеет далеко идущее значение для горнодобывающей промышленности. Во-первых, она может эффективно повысить безопасность и надежность взрывных работ и снизить вероятность аварий; во-вторых, путем точного управления процессом взрывания горных пород можно оптимизировать эффект дробления горных пород и повысить эффективность добычи; в-третьих, мелкое взрывание помогает снизить негативное воздействие взрывных работ на окружающую среду, что соответствует современной концепции зеленого строительства шахт; наконец, с экономической точки зрения технология мелкого взрывания может снизить производственные затраты и повысить конкурентоспособность горнодобывающих компаний.
2. Основные технологии мелкодисперсной струйной обработки
2.1 Количественный параметрический дизайн
Количественное проектирование параметров является одним из основных элементов технологии мелкого взрыва. Оно основано на точном получении и обработке основных данных о шахте, включая информацию о топографии, структуре горных пород, горнодобывающей среде и т. д. Благодаря применению высокотехнологичных технологий, таких как 3D-лазерное сканирование и аэрофотосъемка с беспилотников, сбор данных о шахте стал более эффективным и точным. На основе этих данных инженеры-взрывники могут использовать интеллектуальные системы проектирования взрывных работ для проектирования и оптимизации планов взрывных работ. Эти системы могут автоматически рассчитывать параметры взрывных работ на основе таких факторов, как рельеф, свойства руды и эксплуатационные характеристики взрывчатых веществ, и предоставлять инженерам различные варианты взрывных работ на выбор, тем самым значительно повышая научность и осуществимость проекта.
2.2 Обратная связь в реальном времени и корректировка эффектов
В процессе мелкого взрывания также важны обратная связь в реальном времени и корректировка эффектов. С помощью датчиков и контрольного оборудования, установленных на месте взрыва, такие данные, как вибрация, звуковые волны и ударные волны во время процесса взрывания горных пород, могут быть собраны в реальном времени. После обработки эти данные могут быть своевременно возвращены инженерам-взрывникам, чтобы помочь им оценить эффект взрывания горных пород и скорректировать последующие параметры взрывания. Кроме того, некоторые передовые системы проектирования взрывных работ также имеют функцию прогнозирования эффекта взрыва, которая может предсказывать будущие эффекты взрыва на основе текущих параметров взрывания и данных мониторинга, предоставляя инженерам более точную поддержку для принятия решений.
Процесс взрывных работ сложен, а процедуры многочисленны. От подготовки бурения взрывных скважин перед взрывными работами, очистки и измерения зоны взрывных работ до свистка детонации и различных проверок после взрывных работ должны быть выполнены тонкие операции. Основной технологический поток взрывных работ может быть сформирован в хронологическом порядке. Создание технологической карты благоприятствует построению процесса взрывных работ и в большей степени способствует реализации цифрового взрывного проектирования, стандартизации строительства буровых работ, процедурного заполнения взрывчатых веществ и пульного раствора и стандартизации контроля качества и безопасности, чтобы обеспечить плавный ход выполнения взрывных работ.
3. Применение оборудования для мелкодисперсной струйной обработки
3.1 Буровое оборудование
Буровое оборудование является одним из основных инструментов для взрывных работ в шахтах. С развитием технологий современное буровое оборудование достигло высокой степени автоматизации и интеллекта. Например, интеллектуальные буровые установки могут значительно повысить эффективность, точность и качество бурения за счет интеграции современных систем автоматического управления буровой установкой и систем навигации бурения. В то же время оборудование также имеет функции сбора и анализа данных, которые могут обеспечить надежную поддержку данных для последующего проектирования и строительства взрывных работ.
3.2 Детонирующее оборудование
Детонирующее оборудование является ключевым оборудованием для управления процессом взрывных работ. При мелком взрыве все более широкое распространение получает применение высокоточного детонирующего оборудования, такого как цифровые электронные детонаторы. Этот детонатор обладает преимуществами высокой точности задержки, хорошей безопасности, сетевой обнаруживаемости и программируемой задержки, что может соответствовать требованиям точного управления микроразностного взрывного производства. Разумно устанавливая параметры задержки детонатора, можно точно распределить и использовать энергию взрыва, тем самым достигая цели оптимизации эффекта взрыва.
3.3 Взрывчатые вещества и зарядное оборудование
Взрывчатые вещества и зарядное оборудование также являются неотъемлемой частью мелкого взрывания. Современные взрывчатые технологии позволяют настраивать взрывчатые вещества с различными характеристиками для соответствия различным типам горных пород и требованиям к взрывным работам. В то же время появление на месте грузовиков со смешанными взрывчатыми веществами еще больше повысило эффективность и безопасность зарядки. Это оборудование использует компьютерную цифровую систему управления для достижения точного дозирования и загрузки взрывчатых веществ, что может снизить производственные затраты и воздействие на окружающую среду, обеспечивая при этом эффект взрыва.
IV. Управление мелкодисперсной струйной обработкой на месте
4.1 Концепция тонкого управления
Управление мелкой взрывчаткой на месте подчеркивает применение концепций мелкого управления. Это включает в себя разумное распределение и планирование ресурсов, таких как персонал, оборудование и материалы, а также стандартизированное и процедурное управление процессами взрывных работ. Формулируя подробные планы взрывных работ и процедуры безопасности, гарантируйте, что каждое звено соответствует нормативным требованиям, тем самым обеспечивая безопасность и эффективность взрывных работ.
4.2 Применение информационных технологий
В управлении мелкой взрывчаткой на месте применение информационных технологий также играет важную роль. Например, путем создания системы управления информацией о взрывных работах можно добиться мониторинга в реальном времени и анализа данных всего процесса взрывных работ. Эта система может собирать и анализировать данные с датчиков на месте, контрольного оборудования и ручного ввода для поддержки принятия решений менеджерами. В то же время, путем внедрения передовых технологий, таких как Интернет вещей и облачные вычисления, можно также добиться удаленного мониторинга и интеллектуального планирования взрывных работ, что еще больше повышает эффективность и уровень управления.
V. Перспективы мелкодисперсной струйной обработки
5.1 Технологические инновации и комплексное развитие
В будущем развитие технологии мелкого взрывания будет по-прежнему опираться на технологические инновации и комплексное развитие. С одной стороны, необходимо постоянно изучать новые теории, методы и технические средства взрывания для повышения научности и точности взрывных работ; с другой стороны, необходимо укреплять кросс-интеграцию с другими областями, например, кросс-применение многопрофильных теорий, таких как химия, материаловедение, механика, и комплексное развитие с современными информационными технологиями. Это придаст новую жизненную силу и импульс развитию технологии мелкого взрывания.
5.2 Улучшение уровней интеллекта и автоматизации
С непрерывным развитием технологий интеллекта и автоматизации уровень интеллекта и автоматизации взрывных работ в шахтах будет продолжать совершенствоваться. В будущем можно ожидать появления и применения более интеллектуального оборудования и систем, таких как интеллектуальные буровые установки, интеллектуальные зарядные транспортные средства, интеллектуальные системы мониторинга и т. д. Эти устройства будут обладать большей автономностью и адаптивностью и смогут интеллектуально корректировать и оптимизировать рабочий процесс в соответствии с фактическими потребностями взрывных работ, тем самым еще больше повышая безопасность и эффективность взрывных работ.
5.3 Зеленая охрана окружающей среды и устойчивое развитие
В рамках концепции зеленого строительства шахт и устойчивого развития, мелковзрывная технология также будет уделять больше внимания защите окружающей среды и устойчивости. В будущем нам необходимо постоянно изучать и разрабатывать более экологически чистые формулы взрывчатых веществ и детонирующее оборудование, чтобы снизить негативное воздействие взрывных работ на окружающую среду. В то же время необходимо также усилить исследования и применение технологий обработки и утилизации остатков отходов взрывных работ, сточных вод и других отходов для достижения беспроигрышной ситуации переработки ресурсов и защиты окружающей среды.
