5 วิธีการระเบิดเพื่อการทำเหมือง: วิธีใดเหมาะสมกับการดำเนินงานของคุณ?
การทำเหมืองแบบเปิดมักถูกอธิบายว่าเป็นลำดับขั้นตอนการเจาะ การระเบิด การขนถ่าย การขนส่ง และการกำจัดของเสีย ในบรรดาขั้นตอนเหล่านี้ การระเบิดมักคิดเป็นประมาณ 15% ถึง 20% ของต้นทุนการผลิตทั้งหมดของเหมืองแบบเปิด ที่สำคัญกว่านั้น คุณภาพของการแตกหินส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของรถขุด การขนถ่ายด้วยรถบรรทุก ประสิทธิภาพการบด การรักษาเสถียรภาพของลาดชัน และต้นทุนต่อตันในขั้นสุดท้าย
ไม่มีวิธีการระเบิดหินแบบใดแบบหนึ่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเหมืองทุกแห่ง การเลือกวิธีการที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับสภาพหิน ขนาดการผลิต รูปทรงของชั้นหิน อุปกรณ์ ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม และกฎระเบียบในท้องถิ่น
1. การระเบิดหลุมตื้น
การระเบิดเพื่อเจาะรูตื้นโดยปกติจะใช้รูขนาดเล็ก โดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 30 ถึง 75 มิลลิเมตร ความลึกของรูโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 5 เมตร แม้ว่าอาจจะลึกถึงประมาณ 8 เมตรหรือมากกว่านั้นได้หากใช้เครื่องเจาะขนาดใหญ่
วิธีการนี้มักใช้สำหรับ:
เหมืองเปิดขนาดเล็ก
เหมืองหินขนาดเล็ก
การขุดอุโมงค์
การเบรกขั้นที่สอง
การตัดถนน
การก่อสร้างเหมืองใหม่
งานขุดเจาะพิเศษ
ข้อได้เปรียบหลักคือความยืดหยุ่น การเจาะรูตื้นทำได้ง่ายกว่า และสามารถเจาะได้ด้วยอุปกรณ์ที่มีขนาดกะทัดรัด
ข้อจำกัดคือปริมาณการผลิต การระเบิดแบบเจาะรูตื้นมักไม่เหมาะสมกับชั้นหินขนาดใหญ่ที่เหมืองจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายหินหลายแสนตันในรอบเดียว
2. การระเบิดหินบนแท่นขุดเจาะลึก
การระเบิดแบบเจาะรูลึกใช้เครื่องมือเจาะเพื่อสร้างรูที่ลึกกว่าเดิม ซึ่งทำหน้าที่เป็นพื้นที่สำหรับบรรจุวัสดุระเบิดที่ได้รับการอนุมัติ ในเหมืองเปิด การระเบิดแบบนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการระเบิดเพื่อเพิ่มผลผลิตบนชั้นหิน
ช่วงค่าอ้างอิงทั่วไปโดยประมาณคือ:
ความลึกของหลุม: 15 ถึง 20 เมตร
เส้นผ่านศูนย์กลางรู: 75 ถึง 310 มม.
ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป: 200 ถึง 250 มม.
การระเบิดหลุมลึกเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาเหมือง การเปิดหน้าดิน และการผลิต ในการดำเนินงานขนาดใหญ่ อาจใช้การระเบิดประเภทนี้มากกว่า 90% ของปริมาณการระเบิดทั้งหมด
สามารถเจาะรูได้ทั้งแบบแนวตั้งและแบบเอียง การเจาะรูแบบเอียงจะช่วยกระจายพลังงานได้สม่ำเสมอยิ่งขึ้น และอาจช่วยปรับปรุงการแตกตัวและการรับน้ำหนักได้ ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง วิศวกรอาจใช้การออกแบบหน่วงเวลาแบบควบคุม การรับน้ำหนักแบบเป็นชั้น การใช้แผ่นรองรับอากาศ หรือเทคนิคอื่นๆ ที่ได้รับการอนุมัติ เพื่อจัดการกับการสั่นสะเทือนและปรับปรุงการใช้พลังงานให้ดียิ่งขึ้น
แท่นเจาะ DTH และเครื่องเจาะระเบิดแบบหมุนเป็นตัวเลือกที่นิยมใช้กันทั้งคู่ ต้องเลือกใช้ระบบเจาะให้เหมาะสมกับชนิดของหิน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของรูเจาะ ความลึก และอัตราการผลิตที่ต้องการ
3. การระเบิดภายในห้อง
การระเบิดแบบห้องปิด คือการนำวัสดุระเบิดจำนวนมากใส่เข้าไปในห้องปิดหรือช่องเปิดใต้ดินที่เตรียมไว้ เนื่องจากปริมาณที่ใช้มีมาก จึงเรียกวิธีการนี้ว่า การระเบิดมวล (mass blasting) ในบางครั้ง
อาจพิจารณาใช้ได้ในกรณี:
โครงการก่อสร้างเหมืองแร่
เงื่อนไขพิเศษสำหรับเหมืองเปิด
การดำเนินงานเหมืองหินขนาดใหญ่
เว็บไซต์ที่มีปริมาณข้อมูลจำนวนมากจำเป็นต้องแบ่งออกเป็นส่วนๆ ภายในจำนวนกิจกรรมที่จำกัด
วิธีการนี้สามารถลดปริมาณการเจาะผิวดินที่จำเป็น และสามารถใช้ได้กับหินที่มีความแข็งต่างกัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้ได้ในกรณีที่สภาพการเจาะผิวดินทำได้ยาก
อย่างไรก็ตาม การเตรียมห้องขุดเจาะอาจทำให้สภาพการทำงานของทีมพัฒนาไม่เอื้ออำนวย และผลลัพธ์ที่ได้อาจมีหินขนาดใหญ่ปะปนอยู่เป็นจำนวนมาก วิธีการนี้ต้องอาศัยการออกแบบอย่างละเอียด การขออนุญาต การตรวจสอบทางธรณีวิทยา และการจัดการด้านความปลอดภัยอย่างเข้มงวด
4. การระเบิดแบบมิลลิวินาทีหลายแถว
เนื่องจากขนาดของบุ้งกี๋รถขุดและกำลังการผลิตของเหมืองเพิ่มขึ้น เหมืองจึงต้องการปริมาณการระเบิดที่มากขึ้น การระเบิดแบบหลายแถวในเวลาไม่กี่มิลลิวินาทีช่วยให้สามารถเริ่มเจาะรูหลายแถวตามลำดับที่วางแผนไว้ได้
การดำเนินการขนาดใหญ่อาจมีการระเบิดประมาณ 5 ถึง 10 แถวในครั้งเดียว โดยปริมาณวัสดุที่แตกทั้งหมดอาจสูงถึงหลายแสนตัน ขึ้นอยู่กับการออกแบบเหมือง
ในการระเบิดแบบมิลลิวินาที ประจุในรูที่อยู่ติดกันจะถูกจุดชนวนในช่วงเวลาสั้นๆ ตามที่ออกแบบไว้ การกำหนดเวลาเช่นนี้ช่วยกระจายพลังงานและควบคุมการเคลื่อนตัวของมวลหิน
ข้อดีที่อาจได้รับ ได้แก่:
ปริมาณการพ่นแต่ละครั้งมากขึ้น
เหตุการณ์ระเบิดลดลงและเวลารอคอยสั้นลง
การแบ่งส่วนที่ดีขึ้น
เปอร์เซ็นต์ขนาดเกินที่ลดลง
การใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์ขุดเจาะให้ดียิ่งขึ้น
เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของรถขุดและรถบรรทุกขนส่งให้ดียิ่งขึ้น
ข้อมูลภาคสนามดั้งเดิมระบุถึงความเป็นไปได้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการเจาะและการขนถ่ายอุปกรณ์ได้ประมาณ 10% ถึง 15% ในขณะที่ขนาดของชิ้นงานที่เกินขนาดสามารถลดลงได้อย่างมากเมื่อเทียบกับการระเบิดแบบแถวเดียว ผลลัพธ์ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับความแม่นยำในการเจาะ โครงสร้างหิน การออกแบบการระเบิด และสภาพพื้นที่
5. การระเบิดแบบหล่อหรือแบบจำกัดหลายแถวในระดับมิลลิวินาที
การระเบิดแบบจำกัดพื้นที่หลายแถวในเวลาไม่กี่มิลลิวินาทีจะดำเนินการในขณะที่กองดินที่ขุดได้ก่อนหน้านี้ยังคงอยู่ด้านหน้าของหน้างาน กองดินที่มีอยู่จะสร้างการจำกัดพื้นที่
การถูกกักขังนั้นอาจส่งผลดังนี้:
ขยายระยะเวลาการดำเนินการที่มีประสิทธิภาพ
ปรับปรุงการแบ่งส่วน
ช่วยควบคุมความกว้างของกองดิน
ลดการเคลื่อนตัวของหินที่ไม่สามารถควบคุมได้
ควรทำให้เศษวัสดุมีความเข้มข้นมากขึ้น
เมื่อเปรียบเทียบกับการระเบิดแบบหลายแถวในเวลาไม่กี่มิลลิวินาทีทั่วไป ช่วงเวลาหน่วงมักถูกออกแบบแตกต่างออกไป วิศวกรผู้เชี่ยวชาญด้านการระเบิดจะต้องเป็นผู้กำหนดเวลาที่แน่นอน โดยผ่านการวิเคราะห์และการทดสอบเฉพาะพื้นที่
ข้อดีหลักๆ คือ การแตกตัวของหินที่ดีขึ้น และกองเศษหินที่หนาแน่นขึ้น ซึ่งอาจเป็นประโยชน์สำหรับเหมืองที่ใช้การขนส่งทางราง เนื่องจากอาจไม่จำเป็นต้องรื้อรางออกก่อนการระเบิดทุกครั้ง
ข้อแลกเปลี่ยนต่าง ๆ ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน:
การใช้วัสดุระเบิดที่สูงขึ้น
ข้อกำหนดแพลตฟอร์มการทำงานที่กว้างขึ้น
ความสูงของกองโคลนที่มากขึ้น
อาจรบกวนการทำงานของรถขุด
ต้องมีการควบคุมการประสานงานและความปลอดภัยที่เข้มงวดมากขึ้น
เลือกตามสภาพพื้นที่ ไม่ใช่ตามความเคยชิน
เหมืองไม่ควรใช้รูปแบบการระเบิดแบบเดิมตลอดไปเพียงเพราะว่ามันเคยได้ผลในอดีต ความแข็งของหิน รอยแตก น้ำ ความสูงของชั้นหิน อุปกรณ์ และโครงสร้างพื้นฐานในบริเวณใกล้เคียง ล้วนสามารถเปลี่ยนแปลงได้
ก่อนเลือกวิธีการใดวิธีการหนึ่ง โปรดตรวจสอบสิ่งต่อไปนี้:
ชนิดของหินและโครงสร้างรอยแตก
ขนาดส่วนย่อยที่ต้องการ
รูปทรงของม้านั่งและเงื่อนไขพื้นผิวอิสระ
อุปกรณ์เจาะและความแม่นยำของรูเจาะ
ความสามารถในการบรรทุกและขนส่ง
ขีดจำกัดการสั่นสะเทือนและหินกระเด็น
ฝุ่นละออง เสียงดัง และข้อจำกัดของชุมชน
ข้อกำหนดด้านใบอนุญาตและความปลอดภัยในท้องถิ่น
ต้นทุนรวมต่อตัน รวมทั้งการบดละเอียดขั้นที่สอง
สำหรับพื้นที่ใกล้กับอาคาร ทางรถไฟ ทางหลวง สายไฟฟ้า หรือสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ การระเบิดแบบดั้งเดิมอาจไม่ใช่ทางเลือกเดียว ระบบแยกหินด้วยพลังงานก๊าซ O2 ของ Gaea Rock ใช้ก๊าซออกซิเจนเหลวและสารดูดซับที่ติดไฟได้ภายในท่อแตกหิน เป็นกระบวนการเปลี่ยนสถานะทางกายภาพที่ควบคุมได้ ไม่ใช่ระบบระเบิดแบบดั้งเดิม
ระบบ O2 อาจได้รับการพิจารณาใช้ในกรณีที่ต้องการความรุนแรงของคลื่นกระแทกต่ำ การสั่นสะเทือนลดลง การจำแนกประเภทการขนส่งที่ง่ายขึ้น หรือการแยกหินอย่างเป็นระบบ อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ยังคงต้องการการเจาะที่เหมาะสม การอุดรูรั่ว การจุดระเบิดจากระยะไกล เขตห้ามเข้า บุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรม และการอนุมัติจากวิศวกรในพื้นที่
วิธีการระเบิดที่ดีที่สุดคือวิธีที่สร้างสมดุลระหว่างการแตกกระจายของหิน ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย การรักษาสิ่งแวดล้อม และต้นทุนการดำเนินงานโดยรวม
