Endüstriyel Patlayıcılar ve Kaya Patlatma: Yeraltında Gerçekten İşe Yarayan Şeylere Dair Saha Kılavuzu

Madencilik veya inşaat işlerinde yeterince uzun süre çalışırsanız, patlatmanın tek bir beceri değil, üç beceri gerektirdiğini öğrenirsiniz. Kimya: deliğe neyin girdiğini ve neden girdiğini bilmek. Geometri: delikleri nereye, hangi sırayla ve hangi açıyla açacağınızı bilmek. Ve muhakeme: üzerinde durduğunuz zemin için ders kitaplarındaki cevabın yanlış olduğunu bilmek.

Bu kılavuz ilk ikisini kapsıyor. Üçüncüsünü ise zor yoldan öğrenirsiniz.

Patlayıcı Malzeme Mutfağı: Neler Mevcut ve Ne Zaman Kullanılmalı?

Endüstriyel patlayıcılar, yasal olarak kullanılmalarına izin verilen yerlere göre üç ana kategoriye ayrılır ve bu kategorileri anlamak, bir tesisin kapanmasına neden olabilecek türden evrak hatalarından sizi kurtaracaktır.

Birinci kategori — her türlü zeminde, her türlü işte kullanılabilen patlayıcılar. Bunlar, bazen izin verilen patlayıcılar veya kömür madeni patlayıcıları olarak da adlandırılan güvenlik patlayıcılarıdır. Alev sıcaklığını ve süresini en aza indirgemek için formüle edilmişlerdir; bu da metan ve kömür tozunun her kıvılcımı potansiyel bir felakete dönüştürdüğü yeraltı kömür madenlerinde kullanılabilecekleri anlamına gelir. Gaz riski olan herhangi bir yerde patlatma yapıyorsanız, kullanabileceğiniz tek sınıf budur.

İkinci kategori — genel amaçlı mühendislik patlayıcıları. Yanıcı gaz veya toz tehlikesi olmayan tünelcilik, taş ocağı işletmeciliği ve yüzey inşaatlarında kullanımı uygundur. Kömür madenlerinde yer altında kullanımı yasal değildir.

Üçüncü kategori — sadece yüzeyde. Açık ocaklar, taş ocakları, yol kesimleri. Bunlar, kapalı bir yeraltı ortamında son derece güvensiz olacak yüksek enerjili, yüksek patlayıcılığa sahip formülasyonlardır. Bunları, havalandırma sisteminizin gökyüzü olduğu yerlerde kullanın.

Kimyasal bileşim açısından, sektörün en çok kullanılan patlayıcısı amonyum nitrat bazlı patlayıcılardır - ANFO ve varyantları. Ucuz, sahada karıştırılması kolay ve yüz yıl önceki nitrogliserin bazlı dinamitlere kıyasla kullanımı güvenlidir. Dezavantajı: suya karşı sıfır direnç. ANFO'yu ıslak bir sondaj kuyusuna atarsanız, çok pahalı bir çamur elde etmiş olursunuz. Islak koşullar için, saatlerce yeraltı suyunda kalabilen ve yine de güvenilir bir şekilde patlayabilen su jeli patlayıcılara veya emülsiyonlara geçersiniz.

Emülsiyon patlayıcıları Özellikle belirtilmeyi hak ediyorlar çünkü sessizce çoğu ciddi patlatma operasyonunda standart haline geldiler. Yüksek patlama hızı, mükemmel su direnci (aslında su jellerinden daha iyi) ve mekanize yükleme sistemleriyle doğrudan sondaj kuyularına pompalanabiliyorlar. Kartuşların elle taşınmasına gerek yok, çalışma alanına yakın daha az insan, daha kısa yükleme döngüleri. Her bir dakikalık kesintinin gerçek paraya mal olduğu yeraltı sert kaya madenciliğinde, bu kombinasyon önemlidir.

Kömür Madeni Patlayıcıları Kurallar Kitabı

Kömür madenlerinin patlayıcılar için kendi güvenlik sınıflandırma sistemleri vardır ve bu okuması zorunlu bir metindir. Kural basittir: daha yüksek gaz riski, daha yüksek güvenlik sınıfı anlamına gelir. Birden beşe kadar numaralandırılmış beş seviye bulunur.

Düşük gaz içerikli madenlerde (kömür değil, kayaçlardan) çalışırken 2. sınıf patlayıcılar yeterli olabilir. Kömür kesmeye veya düşük gaz içerikli bir madende karışık kömür-kayaç yüzeyinde çalışmaya başladığınız anda, en az 3. sınıf patlayıcıya ihtiyacınız vardır. Yüksek gaz içerikli madenler 4. sınıf patlayıcı gerektirir. Ve geçmişte gaz patlamaları yaşanmış madenler (yani metan gazının basınç altında ve uyarı vermeden damardan dışarı fışkırdığı türden madenler) en güvenli formülasyonlar olan 5. sınıf patlayıcıları gerektirir.

Ezberlenmesi gereken, pazarlık konusu olmayan bir kural: Kömür madeninde yapılan her atışta aynı tip ve aynı güvenlik sınıfından patlayıcı kullanılmalıdır. Karıştırma yok. "Şey, 4. sınıf patlayıcımız bitti, o yüzden turu tamamlamak için birkaç tane 3. sınıf fişek kullanalım." gibi bir düşünce tarzı insanları öldürür.

Patlayıcılar: Her Şeyi Değiştiren Tetikleyici

Eğer on yıldan daha uzun süredir patlayıcı işleriyle uğraşıyorsanız, piroteknik gecikmeli ateşleyicilerden elektronik olanlara geçişi hatırlarsınız. Bu geçiş sorunsuz olmadı; eski ustalar elektroniklere güvenmiyordu ve ilk sistemlerde yer altı sinyal iletiminde bazı başlangıç ​​sorunları vardı. Ancak sektör büyük ölçüde bu geçişi gerçekleştirdi ve bunun da haklı nedenleri var.

Elektronik patlayıcılar, piroteknik gecikmelerin asla sağlayamayacağı bir zamanlama hassasiyeti sunar. Piroteknik gecikmelerde, aynı nominal gecikme numarası içinde bile birkaç milisaniyelik doğal bir sapma vardır. Elektronik patlayıcılar ise her seferinde programlanmış zamanlarının milisaniyenin çok küçük bir bölümü içinde ateşleme yapar. Hassas sıralamaya dayanan patlatma tasarımları için (tünel çevrelerinde düzgün patlatma, hassas yapılar yakınında titreşim kontrolü gibi), bu hassasiyet doğrudan daha iyi sonuçlara dönüşür.

Kimsenin yeterince bahsetmediği diğer bir avantaj: izlenebilirlik. Her elektronik patlayıcının, programlandığında kaydedilen benzersiz bir kimliği vardır. Bir şeyler ters giderse - ateşleme hatası, kesinti, beklenmedik bir titreşim okuması - hangi patlayıcının dizide nerede olduğunu tam olarak takip edebilir ve ne olduğunu teşhis edebilirsiniz. Havai fişek kapsüllerinde ise tahmin yürütüyorsunuz.

Yeraltı kömürü için kesin bir kural: Kömür madenlerinde kullanılan elektronik ateşleyicinin toplam ateşleme gecikmesi 130 milisaniyeyi geçmemelidir. Bu, ateşleme ve kaçış penceresidir. Bundan daha uzun bir süre, metan-hava karışımının tutuşma riskini önemli ölçüde artırır.

Delikleri Nereye Açıyorsunuz: Yeraltı Drenajında ​​Patlatma Geometrisi

Bir tünel veya kazı alanında üç çeşit delik bulunur ve her birinin ayrı bir görevi vardır. Dengeyi yanlış kurarsanız, ya düzensiz, aşırı kırılmış bir profil oluşturursunuz ya da temizlenmesi iki kat daha uzun süren dar bir yüzey bırakırsınız.

Delikler açın Önce içeri girin. Görevleri, serbest bir yüzey oluşturmaktır; yani, yuvarlanmanın geri kalanının kırılabileceği boş bir hacim. Delik derinliğinin sığ olduğu küçük kesitli bir sürüşte, açılı kesimler iyi sonuç verir ve kurulumu daha kolaydır. Daha derin yuvarlanmalar ve daha büyük kesitler için, şarj edilmemiş tahliye delikleriyle düz kesimler standarttır; mekanize jumbo matkaplarla daha hızlı delme sağlarlar ve yuvarlanma başına daha iyi ilerleme sağlarlar.

Üretim delikleri — genellikle kolaylaştırıcı veya kırıcı delikler olarak adlandırılan bu delikler, asıl ağır işi yaparlar. Bunlar, atışın büyük kısmını oluşturur, kesik açıldıktan sonra ateşlenir ve ana kaya hacmini kesiğin oluşturduğu boşluğa doğru parçalarlar. Eşit aralık, tutarlı yük ve halkalar arasındaki doğru gecikme zamanlaması, temiz parçalanmayı aşırı büyük kaya parçalarından oluşan bir karmaşadan ayıran şeydir.

Çevre delikleri Patlatma işleminin bir sanat haline geldiği yer burasıdır. Bu delikler, tünelin nihai profilini belirler. Çok fazla patlayıcı kullanırsanız, aşırı kırma işlemi yaparsınız; bu da tasarım çizgisinin ötesinde kaya parçalarının havaya uçmasına ve kaplamada daha fazla zemin desteği ve daha fazla beton kullanılmasına yol açar. Çok az patlayıcı kullanırsanız, yetersiz kırma işlemi yaparsınız; bu da ikinci bir ölçeklendirme ekibinin geri dönüp dar yerleri kırması gerektiği anlamına gelir. Düzgün patlatma tekniği – daha küçük çaplı kartuşlar, ayrıştırılmış yükler, hassas elektronik zamanlama – size görünür yarım namlu matkap izleri ve %50'nin altında aşırı kırma ile bitmiş duvarlar sağlar. Bu, altın standarttır.

Yüzey Patlatma: Gerçekten Önemli Olan Rakamlar

Açık ocak patlatması, yer altı çalışmalarına göre kavram olarak daha basittir ancak ölçek büyüklüğü her hatayı pahalıya mal eder. Kötü tasarlanmış bir kademeli patlatma sadece patlayıcıyı israf etmekle kalmaz, bir sonraki patlatma için kötü bir yüzey bırakır, ikincil kırılma gerektiren aşırı büyük kaya parçaları oluşturur ve tehlike bölgesindeki her şeye doğru kaya parçaları fırlatır.

Çoğu taş ocağı ve açık ocak madenciliği operasyonu için ideal olan 8 ila 12 metre arasındaki basamak yüksekliklerinde, delik aralığının yük oranına oranı 1,2 ile 1,5 arasında olmalıdır. Basamak tabanının altındaki alt delme işlemi, taban yüksekliğinin %15 ila %25'i kadar olmalıdır ki, taban boşluğu oluşmasın. Dolgu malzemesinin uzunluğu, en azından kuyu ağzındaki yüke eşit olmalıdır; bundan daha kısa olursa, dolgu malzemesinin ve kaya parçalarının delikten top gibi fırlamasına neden olan patlamalar riskiyle karşı karşıya kalırsınız.

Ateşleme sırası, çoğu insanın düşündüğünden daha önemlidir. Düz sıra halinde ateşleme, kablolaması kolaydır ancak moloz yığınını öne doğru fırlatma ve düzensiz parçalanmaya neden olma eğilimindedir. Ortadan başlayıp her iki tarafa doğru yayılan V şeklinde ateşleme, moloz yığınını daha sıkı tutar ve atış sırasında parçacıklar arası çarpışmadan daha iyi parçalanma sağlar. Çapraz ateşleme, çoğu üretim patlatması için en çok kullanılan yöntemdir - iyi parçalanma, basit bağlantı, tahmin edilebilir sonuçlar.

Bütün bunlar bizi nereye götürüyor?

Patlatma mühendisliği aslında bir kontrol listesi kılığında gizlenmiş bir karar ağacıdır. Hangi formasyon? Hangi delik boyutu? Islak mı kuru mu? Gaz riski var mı yok mu? Yüzeyde mi yer altında mı? Bir yapının yakınında mı yoksa ıssız bir yerde mi? Her cevap, patlayıcı seçimini, zamanlama tasarımını ve güvenlik protokollerini değiştirir.

Son birkaç yıldır giderek daha fazla ilgi gören bir soru da şu: Geleneksel patlayıcılara gerçekten ihtiyaç var mı? Hassas altyapıların (karayolları, demiryolları, boru hatları, yerleşim alanları) yakınındaki projeler için, patlayıcı içermeyen kaya kırma teknolojisi, yedek seçenek olmaktan ziyade giderek ilk tercih haline geliyor. Patlama yerine gaz genleşmesi kullanan sistemler, kaya parçalarının fırlamasını, titreşimi ve 1. sınıf tehlikeli maddelerin taşınmasıyla ilgili izin sorunlarını ortadan kaldırıyor. Yüzlerce metrelik bir patlama önleme bölgesine ihtiyaç duymadığınızda, proje zaman çizelgeniz ve topluluk ilişkileriniz de iyileşiyor.

Kimyasal patlatma yerine sıvı oksijen faz değişimli genleşme kullanan O2 kaya patlatma sistemi, tam olarak bu uygulamalarda (kentsel yıkım, altyapıya yakın taş ocağı işletmeciliği, su altı kaya temizliği) giderek büyüyen bir niş oluşturdu. Sıfır kaya fırlaması, minimum titreşim, zehirli gaz yok. Her senaryoda geleneksel patlatmanın yerini almaz - büyük bir açık ocak üretim patlatması hala kamyonlar dolusu ANFO gerektirir - ancak patlatma kısıtlamalarının birincil sınırlama olduğu işler için, anlamaya değer bir seçenektir.

Hızlı Referans: Aklınızda Tutmanız Gereken Rakamlar