随着环保和安全要求的日益严格,传统使用炸药爆破的矿山开采方式在许多地区受到限制或禁止。面对‘不让放炮’的困境,矿山企业如何实现高效、安全、环保的生产?一种名为‘静态开采’的技术正成为重要的替代方案,而广东省惠州市在推广和应用这一技术方面提供了有益的实践经验。
一、 传统爆破开采的局限与挑战
传统爆破开采虽然效率较高,但伴随一系列突出问题:
- 安全风险高:飞石、振动、冲击波等对人员和周边设施构成威胁。
- 环境影响大:产生剧烈震动、噪音、粉尘,破坏生态环境,影响周边居民生活。
- 政策限制严:许多城市周边、生态敏感区、居民区附近的矿山已被明令禁止使用爆破作业。
‘不让放炮’直接冲击了依赖传统模式的矿山,迫使行业寻求转型。
二、 静态开采:一种静默的革新
静态开采,主要指静态爆破(静态破碎)和机械劈裂等非炸药破碎岩石技术。其核心原理是利用物理或化学方法,在岩石内部产生巨大的静压,使岩石按预定方向开裂、破碎。
主要技术方法包括:
1. 静态破碎剂(膨胀剂)开采:将粉末状或条状的高效膨胀剂填入钻孔,与水反应后体积急剧膨胀,产生高达30-50MPa的膨胀压力,缓慢地将岩石胀裂。
2. 液压劈裂机开采:使用液压劈裂机,将劈裂枪插入钻孔,通过高压油泵驱动,产生巨大的劈裂力,将岩石分裂。通常与挖掘机等设备配合使用。
3. 二氧化碳致裂开采:利用液态二氧化碳在受热后瞬间气化产生高压,推动活塞做功破裂岩石。其压力和速度可控,介于炸药与静态破碎剂之间。
三、 惠州实践:静态开采的可行性与优势
惠州市部分矿山在面对环保督查和安全生产升级的背景下,积极探索并应用静态开采技术,取得了显著成效,验证了其可行性。
惠州模式展现的静态开采优势:
- 极致安全:过程无明火、无爆炸冲击波,飞石极少,作业安全系数大幅提升,特别适用于复杂环境或临近构筑物的矿山。
- 绿色环保:无有毒有害气体,噪音和粉尘远小于爆破,振动微乎其微,极大减少对周边生态和居民的干扰,符合绿色矿山建设要求。
- 精准可控:破碎方向和岩石块度可控,能提高荒料率(对于石材矿尤其重要),减少二次破碎工作量,提升资源利用率。
- 政策合规:完全避开炸药使用的审批、运输、储存、管理等复杂程序和风险,轻松满足日益严格的安保和环保法规。
- 操作灵活:设备相对轻便,施工组织灵活,尤其适合中小规模开采、二次破碎、基坑岩石拆除等场景。
静态开采也存在局限性,如一次性破碎方量相对较小、破岩效率在某些硬岩条件下低于爆破、成本可能较高等。因此,需根据矿体条件、生产规模和成本效益进行综合评估和工艺设计。
四、 实施建议:矿山如何转向静态开采?
对于受困于“不让放炮”的矿山,转型可遵循以下路径:
- 全面评估:对矿岩物理力学性质、开采条件、生产规模、环保要求及成本进行详细评估。
- 技术选型与试验:与专业设备商和技术服务商合作,选择适合的静态开采技术(如膨胀剂、液压劈裂或组合工艺),并进行小范围工业试验。
- 工艺优化与集成:将静态开采技术与挖掘机、破碎锤、锯切等机械方法有机结合,形成高效协同的流水作业线。
- 人员培训:对操作人员进行专业培训,掌握设备操作、药剂配比、钻孔布置等关键技术要点。
- 管理规范:建立相应的安全操作规程和维护保养制度。
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“不让放炮”不是矿山开采的终点,而是推动技术升级和绿色转型的契机。惠州的实践表明,静态开采技术作为一种安全、环保、可控的破岩手段,为受限条件下的矿山持续运营提供了可靠的技术选项。矿山企业应主动拥抱变革,结合自身实际,科学引入和优化静态开采工艺,方能在环保与发展的平衡中走出一条可持续的新路。