【導讀】Keywords：MiningConsultant，YonkeServices(Pty)Limited，31ImpalaRoad. Swartklip’sBoulder,Rocksplitter,Brandrill’sPerationCone

　　

【正文】 ever it is still early days for this technology as extensive research and development(Ramp。D)is still required. 第 11 頁 REFFERENCES Cunningham,., Threshold Blasting: reinventing the application of explosives for narrow reef mining. //Kabongo, . Blasting induced damage in coal, Proceedings 21st International Conference on Blasting Techinques, SEE Tennessee, Nashville, USA, 1995 pp. 20321 Kabongo, . An investigation into coal damage during blasting, Ph D thesis, University of the Witwatersrand 1997, pp 6470 Mey , J. RoBurst: Hydrofracturing rock breaking technology ,WIPO/97/3, August 1997 Ozbay, M. U. A Study of the application of shortdelay blasting to narrow stope gold mining in South Africa, 1982 Totra, E. D. A nonexplosive continuous mining system for South Africa narrow vein mines. Proceedings of the Marcus Evans conference on ―Blasting‖. September 2020 :: 第 12 頁 安全連續(xù)采礦的非爆破破巖技術 摘要： 同世界上的其 它 很多地區(qū)一樣，南非的一些礦井采用鉆爆法作為開采礦石的破巖方式。然而，成本經(jīng)濟、高爆破采礦并不能保證采礦總成本是最合適的。低效能和爆破帶來的自然風險，即乏善可陳的安全記錄，尤其在深井中的安全報告，使廣泛研究和向更安全、生產(chǎn)率更高的技術方面的發(fā)展成為迫切的要求。當然，機械化開采是最好的選擇，然而，很多人試圖在狹窄的而且很深的礦脈深處采用重型機械作業(yè)時，結果卻令人失望。在過去的三年中，非爆破破巖技術取得了重大進展。工業(yè)上盡力尋找一個表面作業(yè)安全系統(tǒng) ，提高生產(chǎn)率，確保地下安全采礦，阻止和控制未來采礦中受 HIV/AIDS破壞的影響?；诜潜破茙r上的推動作用，使自己符合工業(yè)發(fā)展中的這種觀點，非爆破破巖技術因此成為低成本但威脅生命的爆破技術和高資金投入但不靈活的機械化開采的中間選擇。 工業(yè)中很多爆破產(chǎn)品正在受到檢測，斯沃特利普斯 ?布德 ?巴斯特，若可斯普利特 ?布蘭德的穿透圓錐裂縫（ PCF） NXCO’S 的鉛硼玻璃和 Altex’s Safex 是其中的一小部分。這些系統(tǒng)有獨特的優(yōu)點，它們表明在不同情況下成功破巖的不同技術水平，盡管如此，它們都缺少大動力 ―精力 ‖來穩(wěn)定的消除其負面影響以使之達到工業(yè)的滿意程度。基本上這些系統(tǒng)利用巖石中爆炸生成氣體的能量來完成破巖的工作。防巖塵和可米 101 是近年來出現(xiàn)的最新產(chǎn)品，它們聲明已克服這種缺點，它們還證明在試驗中超過以前產(chǎn)品的一個明顯特點是能把炮眼中的氣體持續(xù)很長時間，盡管工業(yè)中連續(xù)采礦的操作仍然是個夢想，非爆破技術的發(fā)展到現(xiàn)在為止還沒有成功地表明這種能力。本文將討論非爆破破巖系統(tǒng)的優(yōu)點，展現(xiàn)一些非爆試 驗結果，籍此使破巖技術朝著連續(xù)開采的方向發(fā)展，提高健康和安全采礦的生產(chǎn)率。 1 介紹 鉆爆破巖技術有無可爭議的優(yōu)點，然而，它總和主要的健康和安全聯(lián)系在一起，這歸咎于諸如噪音、飛石、有毒氣體、高沖擊波、偶然的爆炸和管理瞎炮帶來的直接后果的影響。確實，南非工業(yè)已經(jīng)相對好地減小并控制這些危險，使事故記錄的滿意程度和風險都降到最小。然而，自從人類生活應當有其恰當?shù)膬r值，無論如何，國家期望的是零事故。因此， 通過所有關注團體的這個要求的因素是向一個更安全開采系統(tǒng)方向發(fā)展，確保采礦業(yè)有一個更好的前景?？岷材罚?2020）指出了傳統(tǒng)高爆開采的主要缺點。第 13 頁 他觀察到地下礦石開采受到與爆破作業(yè)相關的破壞的限制。因為時間的要求使完全轉向連續(xù)開采難以實現(xiàn)，在爆炸之前和爆炸期間工人要暫時停止工作。應當注意到有一個在進入時期，同時，還要解決爆炸氣體、有害氣體和粉塵的問題。非爆破破巖系統(tǒng)表明無人關注如此大量失去時間的缺點，很多系統(tǒng)曾得到發(fā)展，也促進了工業(yè)的向前發(fā)展。雖然他們之間微弱的差別確保他們各自的特點，但是他們之間也存在許多共同特征： （ 1）非爆破低沖擊破巖； （ 2）更少碎石和巖塵產(chǎn)生； （ 3）由于低沖擊，保證了巷道的維護狀況； （ 4）低有毒氣體確保再工作和連續(xù)開采。 2 非爆破破巖 南非采礦業(yè)有全世界最高的傷亡事故發(fā)生率，這主要歸咎于 采礦的深度 （地下 2~3千米，甚至更深 ） 。采場的巖石狀況反映了獨特的地質構造及活躍的地震運動。高爆開采加劇了上述情況對采礦的影響。另外，基于安全性考慮的是爆炸產(chǎn)生的巨大能量經(jīng)常很難說明爆炸能量大部分釋放在巷道兩幫上。如果實現(xiàn)沒有警告，這種能量的釋放常常會引發(fā)地面下沉的重大事故。下面這個表格統(tǒng)計了 1990~1999 年期間南非礦井的事故記錄。 表 — 1 南非礦井與高爆相關事 故統(tǒng)計 1990~1999年南非礦井事故統(tǒng)計 受傷總人數(shù) 殘廢總人數(shù) 死亡總人數(shù) 事故總數(shù) 地面下沉 瞎炮 爆炸氣體外泄 其它與爆破相關事故 17286 124 — — 99 3 0 — 1547 29 0 — 18229 97 417 180 表 — 1 描述了南非采礦業(yè)的可怕事實，可總結如下：每年采礦業(yè)中高爆破導致超過150 人死亡，超過 1800 人受傷，造成大約 10 人永久殘廢。非爆破破巖技術試圖解決上述情況，除此之外，還有提高生產(chǎn)率的優(yōu)點。 非爆破破巖系統(tǒng)的途徑和潛在原則 在 90 年代早期，采礦業(yè)見證了一個 急需尋找成功范例轉向采礦支撐廣泛研究，使非爆破破巖石在狹窄的礦脈更安全、效率更高。通過替代傳統(tǒng)勞動廣泛采用鉆眼和爆破提出礦脈的部分方法的固有缺點推動了這種趨勢。在已經(jīng)很困難的環(huán)境，即深井地熱負擔，高強度巖石，空間局限。爆破法明顯地對采礦業(yè)貢獻較小。 1993 年經(jīng)濟時報報道，自從 80 年代起，綜合機械化開采成為改革性開采技術。在道恩豐坦礦井開始進行引信起爆試驗在這一進程中的隨之其后的開拓者很多，如克魯夫礦井，認為它的低工作成本第 14 頁 和高生產(chǎn)效率使這種技術是一流的。然而，因為這種技術不能靈活地與高水平機械化操作相連，使它 沒有進一步發(fā)展。因此，非爆破綜合開采被看作是向深井機械化開采的動力的一部分，這些已超過本文所述的范圍，在此不作詳述。 NXCO’ NONEX 技術 鉛硼技術是建立在利用推進彈藥筒的基礎上的。彈藥筒被塞進一鉆眼中，直至塞滿。這一系統(tǒng)生命已基本上提高幾何學和用于限制鉆眼里的推動器的主要原料，因此，能很好地控制鉆眼里的氣體能量。另外，鉛硼彈藥筒是 100%的非爆破及完全的惰性。引信采用低電壓電動力，一部分來自于其他方式完全不能引爆彈藥筒，因此，在運輸途中是完全安全的。鉛硼彈藥筒系統(tǒng)的工作原理是用一個氣球封死鉆眼，避 免在加壓過程中氣體外泄。隨著鉆眼內壓強的增大，這是協(xié)調外泄氣體加壓彈藥筒 /巖石 /主干的內表面一個很大的優(yōu)點。事實上，氣體充斥在環(huán)繞在彈藥筒上的環(huán)形空間，同充斥在由感應或裂縫所造成的所有開啟器一樣，因此，炮眼里壓強較低。在一個非爆破彈藥筒內的壓力遠遠低于在鉆眼里慢慢加壓對主干的反應。原則上，加壓應盡快使在氣體進入巖縫隙的關鍵期間能讓慣性阻止可令人察覺的堵塞活動。另一方面，緩慢加壓可讓氣體在巖破裂過程完成之前從鉆眼及時釋放。在奧茲拜（ 1982）和其他早期的工作中，探察到硬巖的裂縫需要百萬分之三到十才能完成。鉛硼 彈藥筒有一個壓強釋放閥可以在啟動時活動，向彈藥筒充氣可以密封鉆眼，保持鉆眼里壓強，在釋放之前保證巖石破裂所需的時間。此系統(tǒng)大大減少了炮眼里彈藥筒出故障的可能性。另一個優(yōu)點是，即使出現(xiàn)故障，鉛硼控制炮眼可由鉆巖鉆孔而且沒有爆炸的危險。因為彈藥筒和引信都是非爆的，所以沒有潛在的危險。這種情況下不會出現(xiàn)瞎炮，出現(xiàn)故障也容易修復。 ALTEX’ SAFEX 技術 源于蘇格蘭的這種技術能同時適合地面和地下的初級和二級開采。它是工業(yè)中相對較新的技術。至今為止，它還沒有引起人們的足夠興趣。它以鉆眼技術為基礎，里面彈藥筒有 一個特別的推進器，有底層引爆裝置所控制。沙子和雙倍化學成分混合成漿糊狀，塞滿炮眼，漿糊向外擴展充斥一部分，快速干透后，進入緊緊封死的插頭里。由電子綜合起動器名為“定起”制造的 AEL 起動器，引信頭部基本上是電子的，用于起動綜合引擎的引信。 SAFEX 領域的試驗處理布拉威德東部和西部鉻礦和相當?shù)你K礦。由于該系統(tǒng)沒有提出確切的細節(jié)保證，推薦此系統(tǒng)用于常規(guī)開采。在任何 Ramp。D 中，提高生產(chǎn)率是將來要做的重心。 非爆破破巖的顯著特點 在過去的許多年中，高水平爆破技術已經(jīng)為采礦業(yè)帶來了財富和榮譽，自從非爆破破巖技術打算 同高爆技術競爭時，它已面臨許多曲折和困境。它反對這種背景和工業(yè)中普遍的保守性。新興的技術必須要與之競爭。不管如何，這些新技術下面顯著的特征是值得突出強調的。 第 15 頁 動機 可以達到地下全天工作的目的。因此，連續(xù)開采和下面提及的優(yōu)點是采礦業(yè)的夢想，但現(xiàn)在既可適用于地下又可適用于初級和二級開采。 法定的優(yōu)點 無數(shù)法律暗指可以實行的和巨大的優(yōu)點都可由非爆破開采提供。利用安全傳送能量材料的效能，既由推進器代替爆炸，工業(yè)日常開采中最易出現(xiàn)的死亡事故將漸漸減少。 技術論據(jù) 在開采工業(yè)正對環(huán)境負責的這個時期里，非爆破破巖技 術被介紹進來。能量化的產(chǎn)物是為健康和安全這個理念設計的。產(chǎn)品成分對使用者無害，為生活提供娛樂，因此，在傳送和運輸中沒有要求要特殊放置。它們可以在準備操控預先運到鉆眼里或即將用之前放入使用地點。這種系統(tǒng)保證有最有效的開采成本，可以把氧氣引入礦井深部和邊緣，防止缺氧造成的危險。它將推動工業(yè)向前發(fā)展，為確保其全球競爭力作出貢獻。 這種技術是開采中破巖技術革命性的突破?？裳杆偃〈弑夹g，有很強的競爭力，在商業(yè)化的爆破市場中有很高的占有率。它超越爆破開采之處是在綜合推進反應活動輕輕插入本身端口。緩慢釋放相等的巨大 能量就象巖石爆炸使工作更有效一樣。即鉆眼里控制氣體時間越長，破巖效果越好，由于擠壓產(chǎn)生的細石越少。 經(jīng)濟實用的優(yōu)點 非爆破破巖技術能夠提供如下優(yōu)點： ★ 安全方面： ○產(chǎn)生很少或不產(chǎn)生有毒氣體。 ○爆炸時產(chǎn)生少量或不產(chǎn)生巖塵。 ○不會發(fā)生偶然事故，很少造成致命的傷害。 ○因為低沖擊，環(huán)繞爆炸區(qū)域的圍巖中裂縫會更少，意味著落巖機率更少，使巷道上的裂縫大大減少。 ○不會炸毀臨時支護，因而降低了臨時支護成本。 ○可避免無數(shù)強制和通用的用于常規(guī)爆破帶來的危險性。 ○大大減少了采場上工作時間的限制。 ○很少出現(xiàn)瞎炮，即使發(fā)生一例也可通過安全鉆孔降低傷害。 ★ 生產(chǎn)率方面： ○生產(chǎn)過程可以連續(xù)，即不需要依據(jù)現(xiàn)行的爆破計劃中規(guī)定的那段時間再進入采場。 ○聯(lián)合開采的可能性（ 1 天 3 至 4 次，假如清潔技術也照此模式的話）。 ○勞動力的合理利用。 ○集中開采（減少礦車距離對運輸成本的影響）。 ○在采礦業(yè)中，最強生產(chǎn)率的評判標準是每個月每個工作面得到盡可能多的有效爆第 16 頁 破 —— 這個系統(tǒng)可使每個月爆破潛力增加 200%。