Patlatma Yöntemiyle Kaya Parçası Verimini Azaltmak: Daha Fazla Patlayıcı Kullanmak Neden Çözüm Değil?

Yüzey patlatma işinde uzun süre çalıştıysanız, bu hissi bilirsiniz. Patlatmadan sonra moloz yığınına yaklaşırsınız ve işte oradalar – ön sıradakilerin tam yerinde, küçük otomobiller büyüklüğünde yarım düzine kaya parçası. Ekskavatör operatörü size o bakışı atar. Proje yöneticisi kafasında ikincil kırılma maliyetlerini hesaplamaya başlar. Ve kaçınılmaz olarak birileri duymak istemediğiniz şeyi söyler: "Belki bir sonraki turda daha fazla barut eklemeliyiz."

Küçük bir taş ocağını finanse edecek kadar ANFO (patlayıcı madde) tükettikten sonra acı bir şekilde öğrendiğim şey şu: Kaya tırmanışı sorunları neredeyse hiçbir zaman yetersiz patlayıcıdan kaynaklanmaz. Sorun, enerjinin yanlış yerlere gitmesinden kaynaklanır. Sızıntıları kapatın, parçalanma kendiliğinden gerçekleşir.

Birinci Adım: Bir Sınıra Dokunmadan Önce Kayayı İnceleyin

Delik aralığını değiştirmeden önce, toz oranını ayarlamadan önce, sayılarla herhangi bir şey yapmadan önce, test yüzeyini iyice inceleyin. Gerçekten bakın.

Ön sıradaki delikler ve üst kısımdaki kaya parçaları, patlamanın gerçekleştiği yerlerdir ve bunun bir sebebi var. Ön sıradaki delikler, önceki patlamadan, aylarca süren aşınmadan ve serbest yüzey gevşemesinden dolayı zaten hasar görmüş kayalara doğru ateş ediyor. Üst kısımdaki delikler için de aynı durum geçerli. Bu bölgeler, yirmi metre uzaktan göremeyeceğiniz ancak patlayıcı enerjinizi kesinlikle çalacak açık eklemler ve mikro çatlaklarla doludur.

Bir patlama dalgası açık bir çatlağa çarptığında, onu düzgün bir şekilde geçemez. Gerilim dalgası yansır, dağılır ve basıncını kaybeder. Ardından gelen gaz – doğru tasarlanmış bir patlamada kayayı kırmanın büyük kısmını gerçekleştiren madde – sondaj deliği duvarını basınçlandırmak yerine doğrudan çatlağa boşalır. Sonuç olarak: patlayıcı infilak etti, yer sarsıldı ve çatlaklar arasındaki kaya, kırılmak için yeterli sürekli basınca maruz kalmadı.

Aynı şey jeolojik sınırlarda da olur. Kil tabakasına, fay zonuna veya aşınmış bir dayka çarptığınızda, gerilim dalgası aniden durur. O sınırın diğer tarafındaki kaya, bozulmadan dışarı itilir ve moloz yığınına, ikinci kırma ekibinizin sonraki üç gün boyunca lanetleyeceği bir kaya parçası olarak düşer.

Yani ilk adım hiçbir şeyi ayarlamak değil. Tezgahı gezip sprey boyayla çizilmiş bir taslak üzerinde sorunlu bölgeleri işaretlemek: burada kırık ön sıra, orada kil tabakası, üstte aşınmış kaya tabakası. Enerjinin nereden sızdığını bilmiyorsanız, delikleri tıkayamazsınız.

İkinci Adım: Gerçekten Sonuç Veren İki Parametre

Hangi bölgelerin size karşı koyacağını öğrendikten sonra, körü körüne hareket etmek yerine akıllıca ayarlamalar yapabilirsiniz.

Ele alınması gereken ilk parametre, delik düzenidir. Şaşırtıcı sayıda taş ocağı hala geleneksel düzen olarak adlandırabileceğiniz bir düzen kullanıyor: nispeten büyük bir yük ile küçük delik aralıkları. Düşünce, yakın aralıklı deliklerin daha iyi parçalanma sağladığı yönündedir. Gerçek ise tam tersidir: büyük yük ile küçük aralıklar, bankın dibinde enerji boşlukları bırakır ve bu boşluklar, herkesin nefret ettiği kaya parçalarını ve bankın dibinde kalan kalıntıları üretir.

Tersine çevirin. Geniş aralık, düşük yük. Delikler arası mesafeyi uzatın ama sırayı serbest yüzeye daha yakın çekin. İki avantajı birden elde edersiniz: Azalan yük, ön sıranın bir ayak izi bırakmak yerine zemine temiz bir şekilde kırılması anlamına gelir ve daha geniş aralık - bitişik delikler arasında tam enerji örtüşmesi sağlayacak şekilde hesaplandığı sürece - sıkı bir desenin israf edici örtüşmesi olmadan kaya kütlesini kaplar. Parçalanma daha homojen olur ve metreküp başına daha az delik açarsınız. Bu da her iki uçta da para tasarrufu demektir.

İkinci parametre ise barut faktörüdür ve burada önemli olan, bunu tüm atış için tek bir sayı olarak ele almayı bırakmaktır. Kırık ön sıra, temel seviyeye göre metreküp başına %10 ila %20 daha fazla patlayıcı madde alır. Güç eklemek için güç eklemiyorsunuz; önceden var olan çatlaklardan kaynaklanan enerji kaybını telafi ediyorsunuz. Ön sıranın arkasındaki sağlam kaya, temel seviyede kalır. Ve son eğim duvarına yakın yerlerde, barut faktörünü aslında geri çekersiniz; eğim stabilitesi bir güvenlik sorunudur, üretim ölçütü değil ve çevreye yakın yerlerde aşırı patlatma, altı ay sonra ortaya çıkan kama kırılmalarına neden olur.

Küçük adımlarla ayarlama yapın ve test edin. Sorunlu bölgeye %10 ekleyin, patlatın, moloz yığınını kontrol edin. Hala kaya parçaları mı var? %15'e çıkın. Sabırsız olduğunuz için hemen %25'e atlamayın. Aşırı patlatma sadece para israfı değil, aynı zamanda kaya parçalarının fırlamasına, aşırı titreşime ve bir sonraki delme işlemini zorlaştıran pürüzlü bir arka duvara neden olur.

Üçüncü Adım: Tampon görevi görmesi için biraz çamur bırakın.

Önceki atıştan kalan tüm moloz yığınının bir sonraki atıştan önce tamamen temizlendiği, yani son derece temiz bir yüzey elde edildiği patlatma yöntemi, birçok alanda varsayılan yöntemdir çünkü düzenli görünür. Ayrıca yüksek kaya verimine en büyük katkıda bulunan faktörlerden biridir ve işte nedeni.

Ön sıradaki kaya parçaları boşluğa doğru fırlatıldığında, kaya hareketine karşı koyan tek şey kayanın kendi ataletidir. Patlayıcı enerji kabaca iki parçaya ayrılır: kayayı yerinde kıran gerilim dalgası ve kırılan kayayı ileri doğru iten gaz genleşmesi. Tezgahın önünde hiçbir şey olmadığı için, gaz genleşme aşaması enerjisinin çoğunu fırlatmaya harcar; kayayı dışarı doğru, yüzeyden uzağa, hiçbir direnç olmadan hızlandırır. Parçalar uçar, yere iner ve orada bozulmamış bloklar halinde kalırlar çünkü çarpışma, parçacıklar arası ezilme, büyük parçaları küçük parçalara dönüştürecek hiçbir şey olmamıştır.

Tampon patlatma yöntemiyle, önceki moloz yığınının 2 ila 4 metre genişliğinde bir şeridini çalışma yüzeyine bırakmak, fiziği tamamen değiştirir. Ön sıra, açık hava yerine bu moloz bariyerine doğru ateş eder. Kaya parçaları tutulan yığına çarpar, birbirleriyle çarpışır ve fırlatmada boşa gidecek olan kinetik enerji, darbe ve ezilme yoluyla ikincil kırılmaya dönüştürülür. Daha küçük parçalar, daha az kaya fırlaması ve kazılması daha kolay, daha sıkı bir moloz yığını elde edersiniz.

Bunun işe yaraması için birkaç şeyin doğru olması gerekiyor: tutulan çamurun gerçek bir direnç sağlayacak kadar yoğun olması gerekiyor; gevşek, kabarık yığın işe yaramaz. Toz faktörünün %10 ila %20 oranında artması gerekiyor çünkü daha fazla iş yapıyorsunuz (direnç karşısında kırmak, serbest alana kırmaktan daha fazla enerji gerektirir). Ve sıralar arasındaki gecikme süresi, her sıranın parçalarının bir sonraki sıra gelmeden önce tampona çarpıp ezilmesi için zaman tanımak amacıyla, temiz yüzeyli bir püskürtmeden biraz daha uzun olmalıdır.

Dördüncü Adım: Zirvede Neler Olduğunu Unutmayın

Sondaj deliğinin üst kısmının patlayıcı yerine inert malzeme ile doldurulmasıyla oluşturulan dolgu bölgesi, kaya parçalarının fırlamasını kontrol etmek için vardır ve güvenlik açısından vazgeçilmezdir. Ancak bu bir sorun yaratır: Patlayıcı kolon deliğin daha alt kısmından başlar, bu da basamağın en üst kısmının daha az doğrudan patlayıcı enerji alması anlamına gelir. Bir sonraki kaya parçalarının nereden geleceğini tahmin edin.

Bunu düzeltmek için destek çubuğunu kısaltamazsınız; bu şekilde yüzey patlamaları ve kaya parçalarının fırlaması gibi olaylar meydana gelir. Ancak işte işe yarayan bir saha hilesi: Destek çubuğunun içine, destek çubuğunu patlatmadan yaka bölgesini kırmak için yeterli enerjiyi uygulayacak şekilde küçük bir güçlendirici patlayıcı yerleştirin. Tam bir patlayıcı değil, sadece üstteki kayayı çatlatacak kadar, böylece gaz genişlemesiyle birlikte katı bir levha olarak dışarı çıkmak yerine, yuvarlak kayanın geri kalanıyla birlikte kırılsın. Bu tekniğin, yaka bölgesindeki kaya parçalarının kronik bir sorun olduğu yamaçlarda üstteki kaya parçalarının sayısını yarıdan fazla azalttığını gördüm.

Hazır başlamışken, başlatma dizinizi yeni delik düzeniyle senkronize edin. Küçük yük ile geniş aralık, sıra sıra elektronik gecikmelerle en iyi sonucu verir; her sıra tampona temiz bir atış yapar, parçalar çarpışır ve bir sonraki sıra, çamur yığını yerleşip direncini kaybetmeden önce gelir.

Bunun O2 Kaya Kırılmasıyla Ne İlgisi Var?

Az önce anlattığım her şey, standart bir tezgah patlatma düzeneğinde geleneksel patlayıcılar kullandığınızı varsayıyor. Ancak prensipler – kontrollü enerji salınımı, çatlaklardan sızıntıyı en aza indirme, serbest yüzey atışı yerine kısıtlı genişleme kullanma – patlayıcı olmayan kaya kırma sistemlerini etkili kılan unsurlardır.

O2 kaya patlatma sistemi, kimyasal patlama yerine sıvı oksijen faz değişimli genleşme prensibiyle çalışır. Ancak etkili kaya kırmanın fiziği aynıdır. Direnç karşısında kontrollü genleşme, kontrolsüz fırlatmaya göre daha iyi parçalanma sağlar. İster ANFO ister LOX kullanın, önceden var olan çatlaklar enerjiyi çalar. Ve patlatmayı tasarlamadan önce kaya kütlenizi anlamak, deliğe ne koyarsanız koyun, temiz bir moloz yığını ile bir kaya çiftliği arasındaki farkı yaratır.

Hassas altyapıya yakın, kaya parçalarının fırlaması, titreşim ve izin alma gibi kısıtlamaların belirleyici olduğu taş ocaklarında, O2 sistemi, tampon patlatma ve dikkatli barut faktörü kontrolünün yalnızca kısmen çözebildiği sorunları çözer. Sıfır kaya parçası fırlaması, tıkanma riskini ortadan kaldırır. Kontrollü enerji salınımı, çatlaklardan gaz çıkışının olmaması anlamına gelir. Ve güvenlik mesafesi yüzlerce metreden yüz metreye düşer; bu da yollar ve binalarla çevrili bir taş ocağında, işletmenin devam edip etmemesi arasındaki fark anlamına gelebilir.