產(chǎn)品知識
礦石二次破碎方法的探究
來源：盛科儀器 | 作者：盛科儀器 | 時(shí)間：2014-12-05
幾個(gè)礦山普遍掌握的最成熟的技術(shù)，操作都很規(guī)范，爆破量大，工人都認(rèn)同此法，道缺點(diǎn)是打眼作業(yè)量大，工人作業(yè)環(huán)境惡劣，每次放炮時(shí)，周圍大型設(shè)備必須避炮，采礦效率受影響。為了有效控制安全距離，礦山在聯(lián)辦礦的張溝、夾溝采場以及夏侯破碎場做過長期試驗(yàn)和研究，得到幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。（l）正確選擇最小抵抗線。飛石是向最小抵抗線方向拋出，相反方向是安全的。所以，最勻、抵抗線設(shè)計(jì)在無設(shè)備的方向，保證了爆破的安全。（2）超深打眼。超深打眼，少裝藥，控制藥包位于大塊的中心以下，以地面為最小抵抗線，碎石向地面拋，上空和四周便無飛石。（3）控制裝藥量�？咨顬榇髩K的0.50.6倍，控制裝藥量，裝藥按松動(dòng)爆破的單耗量計(jì)算。Q<0.sgW3式中Q―巖石炸藥裝藥量，kg；g―露天松動(dòng)爆破單耗，kg/cm；W―最小抵抗線，m.此法需堵塞堅(jiān)實(shí)。爆破后，大塊被震出兩、三道裂縫，用電鏟采裝時(shí)便可破成幾塊。（4）覆蓋措施。如果在20m以內(nèi)有設(shè)備，W和Q無確實(shí)把握，在碎石可能飛出部位蓋以草袋或沙袋，亦可防止飛石拋出。經(jīng)過此4種方法的全方位控制，確實(shí)有效地控制了安全距離。
由于最小抵抗線的方向、長度以及每孔裝藥量都需要計(jì)算，技術(shù)和責(zé)任心均要求較高。目前礦山真正理解和掌握此方法的還局限于部分技術(shù)員之間，還需要做大量的推廣普及工作。水封爆破為了消除炮煙和空氣沖擊波的影響，在洛陽鋁礦曾實(shí)驗(yàn)過水封爆破，即在不合格的大塊上鉆出占厚度1/3的炮孔，炮孔中裝入包在聚乙烯套中的小袋炸藥，孔內(nèi)注水，通過導(dǎo)爆管、雷管起爆。炸藥爆炸產(chǎn)生的爆轟波在藥包與水的界面上轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊波，使大塊震碎，這時(shí)沖擊波的作用面積是不加水時(shí)的作用面積的幾十倍。水封爆破應(yīng)注意：最小抵抗線一定小于炮眼孔深；最大裝藥量每立方米不應(yīng)超過20359.經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，鑿巖量減少，碎石飛散量和炮煙也明顯減少，勞動(dòng)條件得到改善，但因操作復(fù)雜煩。未能在礦山得到推廣。劈石器破碎鉆孔不超過厚度的1/2，孔內(nèi)注水，孔口插入類似鐵漏子形狀的劈石器，而后，蓋上防止劈石器飛出的舊破碎機(jī)皮帶，最后引爆。它是水封爆破的進(jìn)一步改良，將孔中藥包移至壁石器的膛體中，上有鐵蓋封口，下有漏口通過水傳遞爆壓。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，每孔的裝藥量為8209，破碎效果良好，而且噪音小，無飛石，但仍然需要打眼。對于礦石大堆、破碎廠房等處的大塊，由于處理的次數(shù)、數(shù)量遠(yuǎn)比采場少，用大型的壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)鉆進(jìn)行作業(yè)，浪費(fèi)非常大；同時(shí)劈石器與炮孔的匹配，即塞孔的緊密性，也是很關(guān)鍵的。如何引進(jìn)小型、高效、機(jī)動(dòng)靈活的鑿孔和給風(fēng)供氣設(shè)備，將是工作的重點(diǎn)。靜態(tài)爆破靜態(tài)爆破即利用金屬燃燒劑和利用靜態(tài)劑破碎。金屬燃燒劑是金屬氧化劑與金屬還原劑按一定比例配成的混合物，它在炮孔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出氣態(tài)生成物和熱量，在氣態(tài)產(chǎn)物膨脹應(yīng)力和熱應(yīng)力的共同作用下，大塊出現(xiàn)裂縫，孔間裂縫貫穿使大塊分離。與此類似的靜爆劑是以特殊硅‘酸鹽、氧化鈣為主要成分配以有機(jī)、無機(jī)添加劑制成的粉狀混合料。當(dāng)與適量水滲合后，氧化鈣生成氫氧化鈣，單位重量的體積增加49.5%，產(chǎn)生體積膨脹，同時(shí)，釋放大量熱能，在膨脹壓力與溫度綜合作用下使大塊拉裂。靜態(tài)爆破曾經(jīng)多次成功的使用過，在總廠處理廠房基礎(chǔ)時(shí)也多次應(yīng)用，爆破效果非常好。由于藥劑的配制、添裝以及堵塞要求都很高，且小批量使用成本太高，故在礦山還未普遍使用。機(jī)械破碎法機(jī)械法破碎大塊在洛陽鋁礦、宜陽石灰石礦進(jìn)行了多次長期實(shí)驗(yàn)，雖屢遭失敗，卻也取得了很多有益的經(jīng)驗(yàn)，明確了攻關(guān)方向。重力錘和風(fēng)動(dòng)碎石錘都曾經(jīng)在宜陽礦和洛陽礦的采場使用，但因設(shè)備的可靠性以及鋁礦石特有的韌性等難題未能解決，破碎效果一直不理想，最后不得不放棄。而在破碎大倉口使用的風(fēng)動(dòng)碎石機(jī)，卻一直堅(jiān)守在宜陽礦，為礦山忠實(shí)地服務(wù)著。
經(jīng)過研究證明，要想成功地破碎具有一定塊度和機(jī)械性能的大塊，沖擊器的單次沖擊功必須高于某一臨界值，否則能耗將大大增加，甚至達(dá)到幾十倍。單次沖擊功只有從沖擊器的速度和重量或間接重量上來獲取，靠沖擊器的速度來增加沖擊負(fù)荷，巖石在被沖擊工具撞擊的部位發(fā)生破碎，此部位的接觸壓力很大，而被破碎巖石粒度不大。所以，應(yīng)主要立足從沖擊器的直接重量和間接重量獲得沖擊功，間接重量即壓縮空氣、高強(qiáng)液壓所傳遞的壓力。機(jī)械破碎最原始、最簡單的方法為重力法破碎大塊。洛陽鋁礦曾經(jīng)利用小鏟進(jìn)行改造，將四、五噸的鐵球提起數(shù)米高，然后自由落到大塊上進(jìn)行破碎。重錘法對于大塊呈圓形或錘形時(shí)，常發(fā)生空擊現(xiàn)象，即下落重錘的命中率不高，如果要提高命中率，最好把大塊相互緊靠地堆放在一起。但此法的缺點(diǎn)是增加沖擊功只能通過增加重錘的重量來實(shí)現(xiàn)，勢必降低設(shè)備的靈活性。所以，應(yīng)另考慮間接重力，即利用壓縮空氣以及高壓液體來傳遞壓力和能量，使之轉(zhuǎn)化為活塞沖擊器的沖擊功，達(dá)到破碎大塊的目的。
由于我們的電氣技術(shù)、液壓技術(shù)不過關(guān)，此實(shí)驗(yàn)未能成功。如何進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)備性能，合理有效增大風(fēng)力匹配將是礦山的期盼。熱和電破碎法除了上述兩類破碎方法外，還有熱法和電法兩類破碎大塊的方法。此類方法的原理是大塊的局部在火焰、電磁熱能、紅外線等的作用下，熱量不斷聚集積累，使局部溫度迅速升高，并且體積急驟膨脹，為克服周圍較冷部位的內(nèi)部反作用力，而使大塊內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過了礦石強(qiáng)度極限時(shí)，大塊便碎成幾塊。鋁土礦礦石硬度系數(shù)為8一14，是中硬和硬礦石，火焰噴射法更適用于硬和堅(jiān)硬礦石，因而體現(xiàn)不出其優(yōu)越性。又因礦石不具有電磁性，工頻電流法也不合適。但電法的輻射法，即表外紅外線法卻可一試。一臺(tái)手工操作的紅外線發(fā)生器功率在15一20kw，破礦效率4一5m3/h，最適宜的塊度為1一1.3m3，體積再大就需多增加發(fā)生器。由于這種方法操作簡單可靠，無飛石無煙塵，可以考慮在破碎車間配備使用。5二次破碎方法的應(yīng)用范圍綜上所述，對大塊進(jìn)行二次破碎時(shí)要根據(jù)巖性及地點(diǎn)來確不同的破碎方法。當(dāng)周圍環(huán)境要求較高時(shí)，如離作業(yè)車輛及設(shè)備距離不遠(yuǎn)的礦石大堆、從破碎機(jī)剛吊出的大塊所堆放的破碎車間等，二次破碎可選用聚能爆破法、劈石器和嚴(yán)格控制下的炮眼裝藥法以及水封爆破。當(dāng)周圍環(huán)境要求非常高時(shí)，如大塊卡堵在破碎機(jī)中，周圍又有建筑物、人流、車流較多的環(huán)境下，人員及打孔設(shè)備能夠介入時(shí)，應(yīng)首選靜態(tài)爆破法；人員及打孔設(shè)備介入困難時(shí)，聚能爆破將是最理想的。專用的紅外線發(fā)生器，國內(nèi)廠家一旦有成熟的技術(shù)，并正規(guī)生產(chǎn)時(shí)，破碎車間工人將徹底告別震耳的炮聲和久久難散去的粉塵和炮煙。
由于最小抵抗線的方向、長度以及每孔裝藥量都需要計(jì)算，技術(shù)和責(zé)任心均要求較高。目前礦山真正理解和掌握此方法的還局限于部分技術(shù)員之間，還需要做大量的推廣普及工作。水封爆破為了消除炮煙和空氣沖擊波的影響，在洛陽鋁礦曾實(shí)驗(yàn)過水封爆破，即在不合格的大塊上鉆出占厚度1/3的炮孔，炮孔中裝入包在聚乙烯套中的小袋炸藥，孔內(nèi)注水，通過導(dǎo)爆管、雷管起爆。炸藥爆炸產(chǎn)生的爆轟波在藥包與水的界面上轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊波，使大塊震碎，這時(shí)沖擊波的作用面積是不加水時(shí)的作用面積的幾十倍。水封爆破應(yīng)注意：最小抵抗線一定小于炮眼孔深；最大裝藥量每立方米不應(yīng)超過20359.經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，鑿巖量減少，碎石飛散量和炮煙也明顯減少，勞動(dòng)條件得到改善，但因操作復(fù)雜煩。未能在礦山得到推廣。劈石器破碎鉆孔不超過厚度的1/2，孔內(nèi)注水，孔口插入類似鐵漏子形狀的劈石器，而后，蓋上防止劈石器飛出的舊破碎機(jī)皮帶，最后引爆。它是水封爆破的進(jìn)一步改良，將孔中藥包移至壁石器的膛體中，上有鐵蓋封口，下有漏口通過水傳遞爆壓。
實(shí)驗(yàn)時(shí)，每孔的裝藥量為8209，破碎效果良好，而且噪音小，無飛石，但仍然需要打眼。對于礦石大堆、破碎廠房等處的大塊，由于處理的次數(shù)、數(shù)量遠(yuǎn)比采場少，用大型的壓風(fēng)機(jī)和風(fēng)鉆進(jìn)行作業(yè)，浪費(fèi)非常大；同時(shí)劈石器與炮孔的匹配，即塞孔的緊密性，也是很關(guān)鍵的。如何引進(jìn)小型、高效、機(jī)動(dòng)靈活的鑿孔和給風(fēng)供氣設(shè)備，將是工作的重點(diǎn)。靜態(tài)爆破靜態(tài)爆破即利用金屬燃燒劑和利用靜態(tài)劑破碎。金屬燃燒劑是金屬氧化劑與金屬還原劑按一定比例配成的混合物，它在炮孔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出氣態(tài)生成物和熱量，在氣態(tài)產(chǎn)物膨脹應(yīng)力和熱應(yīng)力的共同作用下，大塊出現(xiàn)裂縫，孔間裂縫貫穿使大塊分離。與此類似的靜爆劑是以特殊硅‘酸鹽、氧化鈣為主要成分配以有機(jī)、無機(jī)添加劑制成的粉狀混合料。當(dāng)與適量水滲合后，氧化鈣生成氫氧化鈣，單位重量的體積增加49.5%，產(chǎn)生體積膨脹，同時(shí)，釋放大量熱能，在膨脹壓力與溫度綜合作用下使大塊拉裂。靜態(tài)爆破曾經(jīng)多次成功的使用過，在總廠處理廠房基礎(chǔ)時(shí)也多次應(yīng)用，爆破效果非常好。由于藥劑的配制、添裝以及堵塞要求都很高，且小批量使用成本太高，故在礦山還未普遍使用。機(jī)械破碎法機(jī)械法破碎大塊在洛陽鋁礦、宜陽石灰石礦進(jìn)行了多次長期實(shí)驗(yàn)，雖屢遭失敗，卻也取得了很多有益的經(jīng)驗(yàn)，明確了攻關(guān)方向。重力錘和風(fēng)動(dòng)碎石錘都曾經(jīng)在宜陽礦和洛陽礦的采場使用，但因設(shè)備的可靠性以及鋁礦石特有的韌性等難題未能解決，破碎效果一直不理想，最后不得不放棄。而在破碎大倉口使用的風(fēng)動(dòng)碎石機(jī)，卻一直堅(jiān)守在宜陽礦，為礦山忠實(shí)地服務(wù)著。
經(jīng)過研究證明，要想成功地破碎具有一定塊度和機(jī)械性能的大塊，沖擊器的單次沖擊功必須高于某一臨界值，否則能耗將大大增加，甚至達(dá)到幾十倍。單次沖擊功只有從沖擊器的速度和重量或間接重量上來獲取，靠沖擊器的速度來增加沖擊負(fù)荷，巖石在被沖擊工具撞擊的部位發(fā)生破碎，此部位的接觸壓力很大，而被破碎巖石粒度不大。所以，應(yīng)主要立足從沖擊器的直接重量和間接重量獲得沖擊功，間接重量即壓縮空氣、高強(qiáng)液壓所傳遞的壓力。機(jī)械破碎最原始、最簡單的方法為重力法破碎大塊。洛陽鋁礦曾經(jīng)利用小鏟進(jìn)行改造，將四、五噸的鐵球提起數(shù)米高，然后自由落到大塊上進(jìn)行破碎。重錘法對于大塊呈圓形或錘形時(shí)，常發(fā)生空擊現(xiàn)象，即下落重錘的命中率不高，如果要提高命中率，最好把大塊相互緊靠地堆放在一起。但此法的缺點(diǎn)是增加沖擊功只能通過增加重錘的重量來實(shí)現(xiàn)，勢必降低設(shè)備的靈活性。所以，應(yīng)另考慮間接重力，即利用壓縮空氣以及高壓液體來傳遞壓力和能量，使之轉(zhuǎn)化為活塞沖擊器的沖擊功，達(dá)到破碎大塊的目的。
由于我們的電氣技術(shù)、液壓技術(shù)不過關(guān)，此實(shí)驗(yàn)未能成功。如何進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)備性能，合理有效增大風(fēng)力匹配將是礦山的期盼。熱和電破碎法除了上述兩類破碎方法外，還有熱法和電法兩類破碎大塊的方法。此類方法的原理是大塊的局部在火焰、電磁熱能、紅外線等的作用下，熱量不斷聚集積累，使局部溫度迅速升高，并且體積急驟膨脹，為克服周圍較冷部位的內(nèi)部反作用力，而使大塊內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過了礦石強(qiáng)度極限時(shí)，大塊便碎成幾塊。鋁土礦礦石硬度系數(shù)為8一14，是中硬和硬礦石，火焰噴射法更適用于硬和堅(jiān)硬礦石，因而體現(xiàn)不出其優(yōu)越性。又因礦石不具有電磁性，工頻電流法也不合適。但電法的輻射法，即表外紅外線法卻可一試。一臺(tái)手工操作的紅外線發(fā)生器功率在15一20kw，破礦效率4一5m3/h，最適宜的塊度為1一1.3m3，體積再大就需多增加發(fā)生器。由于這種方法操作簡單可靠，無飛石無煙塵，可以考慮在破碎車間配備使用。5二次破碎方法的應(yīng)用范圍綜上所述，對大塊進(jìn)行二次破碎時(shí)要根據(jù)巖性及地點(diǎn)來確不同的破碎方法。當(dāng)周圍環(huán)境要求較高時(shí)，如離作業(yè)車輛及設(shè)備距離不遠(yuǎn)的礦石大堆、從破碎機(jī)剛吊出的大塊所堆放的破碎車間等，二次破碎可選用聚能爆破法、劈石器和嚴(yán)格控制下的炮眼裝藥法以及水封爆破。當(dāng)周圍環(huán)境要求非常高時(shí)，如大塊卡堵在破碎機(jī)中，周圍又有建筑物、人流、車流較多的環(huán)境下，人員及打孔設(shè)備能夠介入時(shí)，應(yīng)首選靜態(tài)爆破法；人員及打孔設(shè)備介入困難時(shí)，聚能爆破將是最理想的。專用的紅外線發(fā)生器，國內(nèi)廠家一旦有成熟的技術(shù)，并正規(guī)生產(chǎn)時(shí)，破碎車間工人將徹底告別震耳的炮聲和久久難散去的粉塵和炮煙。