探矿坑道爆破粉尘及炮烟控制技术分析

董晓斌

（黑龙江省第二水文地质工程地质勘察院黑龙江哈尔滨150030）

探矿坑道爆破粉尘及炮烟控制技术分析

董晓斌

（黑龙江省第二水文地质工程地质勘察院黑龙江哈尔滨150030）

本文围绕黑龙江省铁力市大安河金矿探矿坑道作业为实例分析，对粉尘与炮烟控制技术进行了阐述与分析，展开试验研究，并提出探矿坑道爆破粉尘及炮烟控制技术应用中需要考虑的其他因素，希望能够从理论层面上为我国探矿工程的发展提供一点支持与指导。

探矿坑道；爆破；炮烟；控制

引言

对于坑道爆破而言，由于会产生大量粉尘与炮烟，如果没有采取有效的处理与防护措施，那么就有可能造成严重的安全事故。以甘肃省某矿区探矿坑道为例，该工程所处环境十分恶劣，地下空间相对狭窄，坑道内通风不足，存在严重的粉尘与炮烟浓度超标问题。为了解决这一问题，保障作业人员人身安全，就必须围绕探矿坑道爆破粉尘及炮烟控制技术展开研究与分析。

1 粉尘及炮烟控制技术

小断面探矿坑道空间相对狭窄，因此在实施爆破之后，受限于扩散空间，粉尘和跑安浓度超标现象十分普遍。此时就需要针对这一问题采取相应的控制方法，例如利用湿式凿岩、水封爆破、机械强力排尘等方法，对烟尘进行控制。以甘肃某探矿坑道为例，工程项目部围绕粉尘与炮烟控制技术进行研究与尝试，并结合上述几种烟尘控制方法展开实验。具体阐述如下。

1.1 湿式凿岩技术

所谓的湿式凿岩技术，就要通过钎头的水孔给水，通过水湿润破碎中的孔底岩石，并向孔外排放。为了对湿式凿岩控尘效果进行验证，选择工程中两个坑道1#、2#进行试验，分别采用湿式凿岩与干式凿岩的方法。通过实验，得出1#坑道粉尘浓度降低了81.6%，2#坑道降低了79.5%。基于相同的外部环境，根据凿岩工与岩石的不同，钻凿炮眼产生的粉尘量也有所差异。因此，必须对湿式凿岩数据库进行建立，为优化湿式凿岩技术提供支持，使尘源封堵效果得到改进。

1.2 水幕过滤技术

在坑道工程航道顶部或两帮，将数个喷雾器安装在水管上，其形成的喷雾即水幕。具体如下图所示。

图1 巷道水幕示意图

喷雾器可以将水流雾化，形成细微水滴，并在空气社喷射，进而湿润岩堆、巷道周壁与空气中的粉尘，尘粒之间会相互附着，并凝聚成较大的颗粒，并沉降或提高附着性，如此降尘就得以实现。此外，这种方法也可以使炮烟得以消除，使通风时间得以缩短。

在布置喷雾器的过程中，应在巷道断面尽可能布满水幕，并与尘源靠近。安设净化水幕的巷道应确保具有完整支护与平整的壁面，不可存在断裂破碎情况。在3#探矿坑道中，对耗水量为11.2L/（个·min）的PZA-2.5/55锥型喷雾器加以使用。各将水幕设置在距工作面15、35、55处，并在爆破前2～3min将喷雾器打开。根据测算，在流经第一道、第二道、第三道水幕之后，工作面含尘风降尘率分别达到60%、79%、98%左右，基本控制了粉尘浓度，成效比较突出。

为了充分发挥排烟除尘技术的作用，设置四种不同条件，围绕3#坑道进行试验，具体效果如下图所示。

图2 不同条件下粉尘浓度

根据上图，可以看出，有喷雾，有通风的条件下，不管是排烟除尘率，还是时间都取得了最理想的效果，在27min时，就可以完全排除粉尘与炮烟。

1.3 水炮泥封堵技术

将部分炮泥用装水塑料袋代替，然后填在炮眼中实现封堵，即水炮泥封堵技术。在爆破过程中，破裂的水袋会释放出来的水会在高温高压条件下气化，并与尘粒凝结，如此就可以实现降尘。该项技术的优势十分突出，例如在爆破中使用该项技术，粉尘量得以降低，并且有毒气体也得到控制，通风时间也得以缩短，作业循环得以推进；此外，该项技术能够使堵塞更加严密，在爆破效率上也得到了很大提升。

以4#探矿坑道中对水炮泥封堵技术的应用为例，下图分别为水炮泥装填结构与水袋结构。

2 其他因素

为了使粉尘与炮烟得到有效控制，还需要综合考虑各方面因素，例如炸药类型、岩层地质条件以及炮孔钻凿质量等等。选择炸药时应优先考虑零氧平衡或接近领养平衡，爆破工艺的选择也要对岩层地质条件变化情况进行分析，只有如此才能够使爆破效果得到改进，使粉尘与炮烟得到有效控制。

结语

图3 水炮泥布置

图4 自动封口水炮泥

为了降低试验成本，以高分子聚乙烯作为水袋材料，这种水袋在经济上具有突出优势，并且质量较好，装满水后可自行封闭。水袋充水应采用70kPa表压的压力水，并对炸药量与水袋数量比例进行合理设计，通常以2∶1为宜。根据试验，可知相较于单纯土炮泥，水炮泥封堵技术消耗的炸药量要少5.8%，炮烟量也得到控制，并且降低了20%～50%左右的微细粉尘量。

本文以黑龙江省铁力市大安河金矿探矿坑道作业为实例分析，围绕爆破粉尘与炮烟控制技术进行试验与分析，根据结果，可知在爆破粉尘与炮烟治理中，必须将各种先进的技术方法结合到一起使用，只有如此才能够使控制效果达到最佳。就小断面坑道而言，在未来爆破粉尘与炮烟控制技术发展过程中，必然需要围绕经济性、高效性以及实用性等方面进行分析与研究。

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