鉱山発破方法：岩盤破砕前に作業員が管理しなければならない事項
発破採掘は、岩石や鉱石を破砕するために用いられる伝統的な方法の一つです。発破によって採掘面を形成し、過大な岩石を砕き、破砕された岩石を積み込みや運搬に適した状態にすることができます。
しかし、発破性能は爆薬の量だけで決まるものではありません。結果は、岩盤構造、掘削パターン、発破順序、現場の制約、そして作業周辺の安全管理の質によって左右されます。
岩盤破砕方法を評価する鉱山会社にとって、これらの要素を理解することが第一歩となる。
従来の鉱山発破の仕組み
従来の爆破工法では、爆薬の化学反応を利用する。酸化剤と還元剤が急速に反応し、熱とガスが発生する。その結果生じる圧力波が周囲の岩盤に作用し、亀裂を生じさせる。
目的は単に可能な限り強い衝撃を生み出すことではない。実用的な爆破は、以下のことも実現しなければならない。
許容可能な断片化
砕石の制御された移動
管理可能な飛来岩リスク
振動が制限されている
実用的な積載および運搬条件
現地の規制を遵守する
エネルギーが多すぎると、過剰な微粉、飛散岩、振動、そして意図した範囲外への損傷を引き起こす可能性があります。エネルギーが少なすぎると、大きな岩塊が残ってしまい、二次的な破砕作業が必要になる場合があります。
鉱山発破の主な種類
適切な方法は、採掘場所の配置と発破の目的に応じて異なります。
露天掘り鉱山の発破ベンチの形成、輸送用の鉱石の破砕、および処理または廃棄のための廃石の破砕に使用される。
一般的なアプローチには以下が含まれます。
大型ベンチおよび生産量向けの深穴発破
小規模な岩盤破砕作業のための浅孔発破
ベンチブラストとは、段差や面に沿って穴を並べる方法です。
投射発破とは、発破によって岩盤から物質を吹き飛ばすように設計された発破方法である。
地下鉱山の発破採掘坑、坑道、その他の掘削区域を作るために使用されます。また、鉱石や廃石を砕いて地下輸送に利用することもできます。
地下工事では、深孔発破や浅孔発破、段階発破、投射発破、および制御された埋め戻し作業などが用いられる。利用可能な空間、換気、地盤支持、および近隣のインフラといった点で、地下発破は露天掘り工事とは大きく異なる。
支保関連の爆破作業岩盤ボルトや支持構造物の設置場所の準備など、地盤支持作業に関連する場合があります。これらの作業は、作業員や支持システムが作業区域の近くにある可能性があるため、特に慎重な管理が必要です。
その他の発破用途としては、鉱山開発、排水、換気作業などが挙げられる。
結果に影響を与えるパラメータ
爆破設計では通常、複数の関連する変数を考慮する。
エネルギー源：爆薬の種類、仕様、および量は、エネルギー放出と破片化に影響を与える。爆薬量が多いほど、必ずしも破片化が促進されるとは限らない。
穴の形状:穴の深さ、直径、間隔、負荷、および向きによって、エネルギーが岩盤全体にどのように分配されるかが決まります。
開始とシーケンス：開始のタイミングと順序は、負荷の移動、振動、および最終的な粒度分布に影響を与える。
岩盤の状態：硬度、節理、地層、水分、および自然亀裂は、掘削パターンが同じであっても結果に影響を与える可能性がある。
これらの変数はまとめて評価する必要があります。他の変数を理解せずに1つのパラメータだけを変更すると、結果が不安定になり、パフォーマンスの再現が困難になる可能性があります。
安全は方法の一部である
鉱山発破作業は高リスクな作業であり、適用される規制に基づき、訓練を受けた認可済みの担当者によって管理されなければならない。
基本的な安全対策の枠組みには以下が含まれます。
作業開始前に爆破区域を点検し、安全を確保する。
アクセス制限区域および立ち入り禁止区域の設定
承認された発破材料と機器を使用する
担当者が関連手順について訓練を受けていることを確認する
積載、輸送、保管、取り扱いを管理する
手術中のコミュニケーションの維持
再突入前に爆発現場を点検する
正確な距離、許可、設備、手順は、現地の法律と現場の状況によって異なります。発破方法は、理論上のエネルギー出力を比較するだけで決定すべきではありません。
非爆発的な方法が適している場合
すべての岩盤破砕工事に、従来型の爆破が必要なわけではない。
建物、高速道路、鉄道、送電線、歴史的建造物、または環境的に敏感な地域付近では、振動、飛石、許可取得、または立ち入り制限が主な問題となる可能性があります。
このような状況において、ガイア Rock社のO2ガスエネルギー岩石破砕システムは、従来とは異なるアプローチを提供します。このシステムは、破砕管内部で液体酸素と可燃性吸収剤を使用します。点火後、液体酸素は相変化を起こして約860倍に膨張し、岩石を破砕する圧力を生み出します。
このシステムは爆発物ではありません。物理的な相変化を利用した岩石破砕方法です。
従来の発破方法と比較して、O2システムはオペレーターが以下のような用途を必要とする場合に設計されています。
衝撃波の強度ははるかに低い
振動は最小限
従来型の爆発物保管施設はありません
過塩素酸カリウムを含まない標準貨物輸出
敏感な構造物付近での擾乱を低減する
作業制限区域内での制御された岩石破砕
このシステムには、適切な掘削、チューブの設置、土壌充填、遠隔点火、侵入防止対策、および訓練を受けた操作員による操作が依然として必要です。「非爆発性」とは「安全手順が不要」という意味ではありません。
従来型の発破工法か、酸素を用いた岩盤破砕工法か？
規制、現場レイアウト、生産計画、発破制御などがその使用を裏付けている大規模鉱山操業の多くにおいて、従来型の発破方法は依然として適切な方法である。
振動、飛散岩石、爆発物使用許可、または輸送制限がボトルネックとなるような場所では、酸素を用いた岩石破砕システムの方が適している可能性がある。
実際的な問題は、どちらの方法が普遍的に優れているかということではなく、岩盤量、周辺資源、現場へのアクセス、安全要件、そしてプロジェクトスケジュールにどちらの方法が適しているかということである。
ガイア Rock社は、鉱業、採石業、建設業、インフラ整備、および環境的に敏感な地域での岩盤破砕プロジェクト向けに、酸素式岩盤発破システム、破砕チューブ、液体酸素装置、および関連する掘削ツールを提供しています。
