5つの鉱山発破方法：あなたの作業に最適な方法はどれですか？
露天掘り採掘は通常、掘削、発破、積込み、運搬、廃棄物処理という一連の工程として説明されます。これらの工程の中で、発破は露天掘り生産コスト全体の約15～20%を占めることがよくあります。さらに重要なのは、破砕品質が掘削機の生産性、トラックへの積載量、破砕効率、斜面の安定性、そして最終的なトン当たりのコストに影響を与えることです。
すべての鉱山に最適な発破方法は存在しません。最適な方法は、岩盤の状態、生産規模、採掘台の形状、設備、環境規制、および地域の規制によって異なります。
1. 浅孔発破
浅孔発破では通常、直径30～75mm程度の比較的小さな孔が用いられます。孔の深さは一般的に5m未満ですが、大型掘削機を使用する場合は8m以上になることもあります。
この方法は一般的に以下の用途に使用されます。
小規模な露天掘り鉱山
小規模な採石場
トンネル掘削
二次的な破壊
道路の切り下げ
新鉱山建設
特別な掘削作業
その最大の利点は柔軟性にある。浅い穴は位置決めが容易で、比較的小型の装置で掘削できる。
制約となるのは生産量である。浅孔発破は、鉱山が1回の採掘サイクルで数十万トンもの土砂を移動させる必要があるような大規模な採掘場には通常適していない。
2. 深孔ベンチブラスト
深孔発破は、掘削装置を用いて、承認された発破材を装填するためのより深い孔を掘削する工法です。露天掘り鉱山では、主に採掘ベンチにおける生産発破に用いられます。
一般的な参考範囲はおおよそ以下のとおりです。
穴の深さ：15～20m
穴径：75～310mm
一般的な直径：200～250mm
深孔発破は、鉱山開発、剥土、生産において広く用いられている。大規模な操業では、発破総量の90%以上を深孔発破で賄う場合もある。
垂直孔と傾斜孔の両方が可能です。傾斜孔はより均一なエネルギー分布を実現し、破砕と荷重条件を改善する可能性があります。現場の状況によっては、振動を管理しエネルギー利用効率を向上させるために、制御遅延設計、デッキ荷重、エアデッキ、またはその他の承認された技術を使用することもあります。
DTH掘削装置とロータリーブラストホール掘削装置はどちらも一般的な選択肢です。掘削システムは、岩盤の種類、孔径、深度、および必要な生産量に応じて選択する必要があります。
3. チャンバーブラスト
チャンバー発破とは、あらかじめ準備されたチャンバー内または地下の開口部に大量の発破材を投入する発破方法です。使用する発破材の量が非常に多くなる場合があるため、この方法は大量発破と呼ばれることもあります。
以下のような場合に検討される可能性があります。
鉱山建設プロジェクト
特別な露天掘り条件
大規模採石事業
限られた回数のイベントで大量のデータを処理する必要がある場所
この方法は、必要な地表掘削量を削減でき、様々な岩盤硬度に対応できる可能性がある。また、地表掘削が困難な状況でも使用可能である。
しかし、掘削室の準備作業は、開発作業員にとって劣悪な作業環境を生み出す可能性があり、結果として、より大きな岩石の割合が高くなる可能性がある。この方法には、詳細な設計、認可、地質学的調査、および厳格な安全管理が必要となる。
4. 多列ミリ秒爆破
掘削機のバケットサイズと鉱山の生産能力が増加するにつれて、鉱山ではより大きな発破量が必要とされてきた。マルチロー・ミリ秒発破は、計画された順序で複数の発破孔を一度に開始することを可能にする。
大規模な採掘作業では、1回の爆破で約5～10列の発破が行われる場合があり、鉱山の設計によっては、破砕される土砂の総量が数十万トンに達することもある。
ミリ秒単位の爆破では、隣接する孔内の爆薬が、設計された短い時間間隔で起爆されます。このタイミングによって、エネルギーが分散され、岩盤の動きを制御することができます。
潜在的な利点としては、以下のようなものが挙げられます。
1回の爆発あたりの体積が大きい
爆発事故の減少と待ち時間の短縮
より良い断片化
オーバーサイズ率の低減
掘削機器の利用効率の向上
掘削機と運搬トラックの生産性向上
現地調査資料によると、掘削および積込み運搬機器の性能が約10～15%向上する可能性があり、また、単列発破と比較して、破砕物の過剰量を大幅に削減できる可能性があるとされています。実際の結果は、掘削精度、岩盤構造、発破設計、および現場の状況によって異なります。
5. 多列ミリ秒鋳造または密閉発破
多列式ミリ秒拘束発破は、作業面の前面に既存の掘削土砂の山を残した状態で実施される。既存の土砂の山が拘束効果を生み出す。
その監禁によって、次のようなことが可能になります。
有効作用時間を延長する
断片化を改善する
堆肥の山幅を制御するのに役立ちます
制御不能な岩盤の動きを軽減する
破片をより集中させる
通常の多列ミリ秒発破と比較して、遅延間隔は一般的に異なる方法で設計されます。正確なタイミングは、資格のある発破技術者が現場固有の分析と試験を通じて決定する必要があります。
主な利点は、破砕性の向上と、より密度の高い掘削土砂の堆積です。これは、鉄道輸送を利用する鉱山にとって有益であり、発破のたびに線路を撤去する必要がなくなる可能性があります。
トレードオフも同様に重要です。
爆破製品の消費量増加
より広範な作業プラットフォームの要件
堆肥の山の高さが増す
掘削機の操作に支障をきたす可能性あり
より高度な連携と安全管理が求められる
習慣ではなく、立地条件に基づいて選択する
過去にうまくいったからといって、鉱山で同じ発破方法を永久に続けるべきではない。岩盤の硬度、節理、水量、ベンチの高さ、設備、近隣のインフラなど、すべてが変化する可能性があるからだ。
方法を選択する前に、以下を確認してください。
岩石の種類と亀裂構造
必要な断片サイズ
ベンチの形状と自由面条件
掘削装置と穴の精度
積載・運搬能力
振動と飛石の制限
粉塵、騒音、および地域社会の規制
地域の免許および安全要件
二次破砕を含む1トン当たりの総コスト
建物、鉄道、高速道路、送電線、または重要施設に近い場所では、従来の爆破工法だけが唯一の選択肢ではない場合があります。Gaea Rock社のO2ガスエネルギー岩石破砕システムは、破砕管内で液体酸素と可燃性吸収剤を使用します。これは、従来の爆薬システムではなく、制御された物理的な相変化プロセスです。
O2システムは、衝撃波強度の低減、振動の軽減、輸送分類の簡素化、または制御された岩盤破砕が重要な場合に検討される可能性がある。ただし、適切な掘削、充填、遠隔点火、立ち入り禁止区域の設定、訓練を受けた人員、および現地の技術承認は依然として必要となる。
最適な発破方法は、破砕性、生産性、安全性、環境保護、および総運用コストのバランスが取れた方法である。
