鉱山における微細発破の定義と主要技術
21世紀の科学技術の急速な発展を背景に、生活の各分野は前例のない変化を経験しています。国民経済の重要な部分として、鉱業も技術革新とアップグレードを迎えました。その中で、微細爆破技術の出現と発展は、鉱山の岩石爆破作業が伝統的な制御爆破から微細爆破の新しい段階に移行することを意味するだけでなく、鉱山の安全な生産、効率的な採掘、環境保護に強力なサポートを提供します。この記事では、微細爆破の定義、主要な技術、機器の用途、現場管理、将来の展望など、さまざまな側面から詳細な議論を行います。
1. ファインブラストの定義と意義
1.1 ファインブラストの定義
精密発破の概念は、2008年に謝院士によって初めて提唱されました。定量的な岩石発破設計、慎重な発破施工、洗練された管理を通じて、爆発エネルギーの放出と媒体の粉砕と投下を正確に制御することに重点を置いています。この制御は、期待される岩石発破効果を達成すると同時に、岩石発破の有害な影響を効果的に制御し、岩石発破作業の安全性、信頼性、先進技術、グリーン環境保護、経済合理性を確保することを目的としています。
1.2 ファインブラストの重要性
微細爆破技術の推進と応用は、鉱業にとって広範囲にわたる意義を持っています。第一に、発破作業の安全性と信頼性を効果的に向上させ、事故の可能性を減らすことができます。第二に、岩石の発破プロセスを正確に制御することで、岩石の破砕効果を最適化し、採掘効率を向上させることができます。第三に、微細爆破は、発破による周辺環境への悪影響を軽減するのに役立ち、現在のグリーン鉱山建設の概念と一致しています。最後に、経済的な観点から、微細爆破技術は生産コストを削減し、鉱業会社の競争力を向上させることができます。
2. ファインブラストの主要技術
2.1 定量的パラメータ設計
定量的パラメータ設計は、精密発破技術の中核の1つであり、地形、岩石構造、採掘環境などの情報を含む鉱山の基本データを正確に取得して処理することに依存しています。3Dレーザースキャンやドローン航空写真などのハイテク技術の応用により、鉱山データの収集はより効率的かつ正確になりました。これらのデータに基づいて、発破エンジニアはインテリジェントな発破設計システムを使用して発破計画を設計および最適化できます。これらのシステムは、地形、鉱石の特性、爆発性能などの要素に基づいて発破パラメータを自動的に計算し、エンジニアにさまざまな岩石発破オプションの選択肢を提供し、設計の科学性と実現可能性を大幅に向上させます。
2.2 リアルタイムフィードバックと効果の調整
微細発破のプロセスでは、効果のリアルタイムフィードバックと調整も重要です。発破現場に配置されたセンサーと監視装置を通じて、岩石発破プロセス中の振動、音波、衝撃波などのデータをリアルタイムで収集できます。処理後、これらのデータはタイムリーに発破エンジニアにフィードバックされ、岩石発破効果の評価とその後の発破パラメータの調整に役立ちます。さらに、一部の高度な発破設計システムには発破効果予測機能もあり、現在の発破パラメータと監視データに基づいて将来の発破効果を予測し、エンジニアにより正確な意思決定サポートを提供します。
発破作業のプロセスは複雑で、手順も多数あります。発破前の発破孔掘削の準備から、発破エリアの清掃と測定、発破後のホイッスル爆破と各種検査まで、細かい作業を行う必要があります。発破工事の基本的なプロセスフローは、時系列で形成できます。プロセスフローチャートを確立することは、発破作業のプロセス構築に役立ち、さらにデジタル発破設計の実現、岩盤掘削工事の標準化、爆薬と砲泥の手順充填、品質と安全検査の標準化に役立ち、発破作業の円滑な進行を確保します。
3. ファインブラストの設備応用
3.1 掘削装置
掘削設備は、鉱山の発破作業の基本的なツールの 1 つです。技術の進歩により、現代の掘削設備は高度な自動化とインテリジェント化を実現しています。たとえば、インテリジェント掘削リグは、高度な掘削リグ自動制御システムと掘削ナビゲーション システムを統合することで、掘削効率、精度、品質を大幅に向上できます。同時に、この設備にはデータ収集と分析機能もあり、その後の発破設計と建設に強力なデータ サポートを提供できます。
3.2 起爆装置
起爆装置は、発破工程を制御するための重要な装置です。微細発破では、デジタル電子起爆装置などの高精度起爆装置の応用がますます広まっています。この起爆装置は、遅延精度が高く、安全性能が優れ、ネットワーク検出が可能で、遅延をプログラムできるなどの利点があり、微小差発破の精密な制御要件を満たすことができます。起爆装置の遅延パラメータを合理的に設定することで、発破エネルギーを正確に分配して利用することができ、発破効果を最適化するという目的を達成できます。
3.3 爆発物および装填装置
爆薬と装填設備も精密爆破に欠かせない要素です。現代の爆薬技術は、さまざまな岩石の種類と爆破要件を満たすために、さまざまな性能の爆薬をカスタマイズできるようになりました。同時に、現場の混合爆薬トラックの出現により、装填の効率と安全性がさらに向上しました。この設備は、コンピューターのデジタル制御システムを使用して、爆薬の正確な配合と装填を実現し、爆破効果を確保しながら、生産コストと環境への影響を削減できます。
IV. ファインブラストの現場管理
4.1 細かい管理の概念
ファインブラストの現場管理では、ファイン管理コンセプトの適用を重視します。これには、人員、機器、材料などのリソースの合理的な割り当てとスケジュール、およびブラスト操作プロセスの標準化された手順管理が含まれます。詳細なブラスト操作計画と安全操作手順を策定することにより、各リンクが規制要件を満たしていることを確認し、ブラスト操作の安全性と効率性を確保します。
4.2 情報技術の応用
ファインブラストの現場管理では、情報技術の応用も重要な役割を果たしています。たとえば、ブラスト作業情報管理システムを構築することで、ブラストプロセス全体のリアルタイム監視とデータ分析を実現できます。このシステムは、現場のセンサー、監視機器、手動入力からのデータ情報を収集して分析し、管理者に意思決定のサポートを提供します。同時に、モノのインターネットやクラウドコンピューティングなどの先進技術を導入することで、ブラスト作業の遠隔監視とインテリジェントなスケジュール設定も実現でき、管理効率とレベルがさらに向上します。
V. ファインブラストの将来展望
5.1 技術革新と統合開発
今後、ファインブラスト技術の発展は、引き続き技術革新と統合開発に依存します。一方では、ブラスト作業の科学性と精度を向上させるために、新しいブラスト理論、方法、技術手段を継続的に模索する必要があります。他方では、化学、材料科学、力学などの学際的な理論の相互応用、現代の情報技術との統合開発など、他の分野との相互統合を強化する必要があります。これらは、ファインブラスト技術の発展に新たな活力と推進力を注入します。
5.2 知能化と自動化レベルの向上
インテリジェント化と自動化技術の継続的な発展により、鉱山発破作業のインテリジェント化と自動化レベルは向上し続けます。将来的には、インテリジェント掘削リグ、インテリジェント充電車両、インテリジェント監視システムなど、よりインテリジェントな機器とシステムの出現と応用が期待されます。これらのデバイスは、より高い自律性と適応性を備え、発破作業の実際のニーズに応じて操作プロセスをインテリジェントに調整および最適化できるため、発破作業の安全性と効率がさらに向上します。
5.3 グリーン環境保護と持続可能な開発
グリーン鉱山建設と持続可能な開発の理念の下、微細爆破技術も環境保護と持続可能性にさらに重点を置くことになります。今後は、より環境に優しい爆薬配合と起爆装置を継続的に探求・開発し、爆破作業が環境に与える悪影響を軽減する必要があります。同時に、爆破廃棄物の残渣、廃水、その他の廃棄物の処理と利用技術の研究と応用を強化し、資源のリサイクルと環境保護のウィンウィンの状況を実現する必要があります。
