隨著環保和安全要求的日益嚴格,傳統使用炸藥爆破的礦山開采方式在許多地區受到限制或禁止。面對‘不讓放炮’的困境,礦山企業如何實現高效、安全、環保的生產?一種名為‘靜態開采’的技術正成為重要的替代方案,而廣東省惠州市在推廣和應用這一技術方面提供了有益的實踐經驗。
一、 傳統爆破開采的局限與挑戰
傳統爆破開采雖然效率較高,但伴隨一系列突出問題:
- 安全風險高:飛石、振動、沖擊波等對人員和周邊設施構成威脅。
- 環境影響大:產生劇烈震動、噪音、粉塵,破壞生態環境,影響周邊居民生活。
- 政策限制嚴:許多城市周邊、生態敏感區、居民區附近的礦山已被明令禁止使用爆破作業。
‘不讓放炮’直接沖擊了依賴傳統模式的礦山,迫使行業尋求轉型。
二、 靜態開采:一種靜默的革新
靜態開采,主要指靜態爆破(靜態破碎)和機械劈裂等非炸藥破碎巖石技術。其核心原理是利用物理或化學方法,在巖石內部產生巨大的靜壓,使巖石按預定方向開裂、破碎。
主要技術方法包括:
1. 靜態破碎劑(膨脹劑)開采:將粉末狀或條狀的高效膨脹劑填入鉆孔,與水反應后體積急劇膨脹,產生高達30-50MPa的膨脹壓力,緩慢地將巖石脹裂。
2. 液壓劈裂機開采:使用液壓劈裂機,將劈裂槍插入鉆孔,通過高壓油泵驅動,產生巨大的劈裂力,將巖石分裂。通常與挖掘機等設備配合使用。
3. 二氧化碳致裂開采:利用液態二氧化碳在受熱后瞬間氣化產生高壓,推動活塞做功破裂巖石。其壓力和速度可控,介于炸藥與靜態破碎劑之間。
三、 惠州實踐:靜態開采的可行性與優勢
惠州市部分礦山在面對環保督查和安全生產升級的背景下,積極探索并應用靜態開采技術,取得了顯著成效,驗證了其可行性。
惠州模式展現的靜態開采優勢:
- 極致安全:過程無明火、無爆炸沖擊波,飛石極少,作業安全系數大幅提升,特別適用于復雜環境或臨近構筑物的礦山。
- 綠色環保:無有毒有害氣體,噪音和粉塵遠小于爆破,振動微乎其微,極大減少對周邊生態和居民的干擾,符合綠色礦山建設要求。
- 精準可控:破碎方向和巖石塊度可控,能提高荒料率(對于石材礦尤其重要),減少二次破碎工作量,提升資源利用率。
- 政策合規:完全避開炸藥使用的審批、運輸、儲存、管理等復雜程序和風險,輕松滿足日益嚴格的安保和環保法規。
- 操作靈活:設備相對輕便,施工組織靈活,尤其適合中小規模開采、二次破碎、基坑巖石拆除等場景。
靜態開采也存在局限性,如一次性破碎方量相對較小、破巖效率在某些硬巖條件下低于爆破、成本可能較高等。因此,需根據礦體條件、生產規模和成本效益進行綜合評估和工藝設計。
四、 實施建議:礦山如何轉向靜態開采?
對于受困于“不讓放炮”的礦山,轉型可遵循以下路徑:
- 全面評估:對礦巖物理力學性質、開采條件、生產規模、環保要求及成本進行詳細評估。
- 技術選型與試驗:與專業設備商和技術服務商合作,選擇適合的靜態開采技術(如膨脹劑、液壓劈裂或組合工藝),并進行小范圍工業試驗。
- 工藝優化與集成:將靜態開采技術與挖掘機、破碎錘、鋸切等機械方法有機結合,形成高效協同的流水作業線。
- 人員培訓:對操作人員進行專業培訓,掌握設備操作、藥劑配比、鉆孔布置等關鍵技術要點。
- 管理規范:建立相應的安全操作規程和維護保養制度。
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“不讓放炮”不是礦山開采的終點,而是推動技術升級和綠色轉型的契機。惠州的實踐表明,靜態開采技術作為一種安全、環保、可控的破巖手段,為受限條件下的礦山持續運營提供了可靠的技術選項。礦山企業應主動擁抱變革,結合自身實際,科學引入和優化靜態開采工藝,方能在環保與發展的平衡中走出一條可持續的新路。