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矿山爆破应用爆破消尘器可行性论证

 

一、爆破消尘的必要性

矿山露天开采爆破过程中,会产生大量的烟尘,对环境造成严重污染。承德京诚矿业每天爆破用炸药15吨,产生的仅10微米以下的呼吸性烟尘可高达0.8吨以上。环保部门随时可以借此处罚,矿区周边的爆破烟尘影响引发的诉讼也会是达摩斯之剑,会随时落下。爆破烟尘是爆破行业之殇。

爆破烟尘的消除是世界性难题,因过去没有有效的办法,大家都避而不谈了。现在有了真实有效的办法了,到了必须且能够解决的时候了。承德京诚矿业为大型露天铁矿,在承德地区很有影响力,如果在承德地区率先解决爆破烟尘难题,必将为矿山发展增光添彩。

  • 爆破消尘的技术现状

基于爆破消尘的重要意义,有很多的科学家、工程师、企业等投入大量人力物力进行研究。研究主要集中在水封炮孔、炸水、水炮、抑尘车等。目前被市场勉强接受的技术是抑尘车,也叫压尘车。据了解,目前全国至少有四家企业在生产抑尘车。

抑尘车的基本原理是用高风压、大排气量的空压机,产生高压气体作用在压力水罐的水中,实现水雾喷射,喷射的水雾同步覆盖爆破烟尘,进而实现抑尘。历经多代演进,已经可以实现松动爆破的部分烟尘的消除。但该技术存在显而易见的缺陷。

  • 因空压机能提供的气体压强限制,喷射距离很难超过50米,而通常的爆破需要喷射距离在70米以上才能真正覆盖住爆破烟尘,所以消尘效果有限;
  • 价格昂贵,单台价格约一百万元左右,一次15吨级的爆破需要6台以上,实在是太奢侈了,且效果有限;
  • 因喷射距离不足,不得不将抑尘车靠近爆区,由此带来飞石砸坏的危险。
  • 诚然,抑尘车可以做洒水车使用,一车多用,但载着成吨重的空压机去洒水,有浪费燃料之嫌。

    目前有矿山使用抑尘车也是无奈之举。

石家庄铁道大学王振彪教授团队研发的爆破消尘器在2019年7月份获得成功,并经过工艺改进,现已经可以很好地投入实际应用了。这项技术是我们所知的最新的、最有效的、最具科技含量的爆破消尘技术,由物理学教授为主研发,是该报告论证的核心。

  • 爆破消尘技术介绍

 

要介绍的承载技术的实体设备名称:爆破消尘器。有2项国家发明专利加持。为实现产业化,以王振彪教授为主成立了河北飞瀑环保科技有限公司,公司专注于爆破烟尘的消除技术研发及产品推广。

消尘器工作原理:以液态物质常温气化产生高压做工作介质,高压作用到水罐内的水,通过远程控制喷枪阀门实现与爆破的同步水雾喷射。因压力够大(工作压强约2.85MPa,还可以很容易的增大),射程可以在90米以上。单台可以在30秒内将2吨水雾状喷射到90米范围。多台联合使用,可以严密覆盖爆破烟尘。

FS-1型设备主要参数如下:

工作介质:二氧化碳

消尘介质:水,水量2吨

工作压强:2.85MPa

水雾喷射距离:大于90米

喷枪转角:0~180°可调,

喷枪俯仰角:24~42°可调

水雾覆盖范围:1600~5000㎡

水雾喷射时间:20~30秒

该消尘器有4大特点:

  • 不用电、不烧油,喷射能量取自于周围环境。吸收的环境能量以分子内能形式储存在工作介质中,设备启动喷射时迅速转换释放出来。可以形成350kw的喷射功率。由物理学教授研发,有黑科技特征。
  • 喷射距离远,覆盖范围大。射程90米,完全可以覆盖爆破烟尘。因是水雾状喷射,吸尘效率非常高,喷出的清水对铁矿石类粉尘吸附性非常好。水雾落于爆堆,打湿爆堆,减少清渣粉尘,水得到非常充分的有效利用。
  • 远程遥控启动,收放自如。实践表明,提前于起爆4~5秒启动喷射,形成覆盖水雾时起爆,效果尤其好。
  • 设备使用安全、可靠、成本低、现场可操作性好。

安全。高压罐体由专业压力容器厂生产,经过质检部门严格检验,有检验合格证,配有安全阀、压力表等,压强达到2.99MPa时自动泄压,寒冷的冬季、酷热的夏季均安全适用。其它涉及压力条件的阀门等都按4MPa以上耐压配置;结构坚固,罐体为12mm厚专用高强锰钢,耐飞石击打,因距离爆区远,被击打概率很低;工作介质为二氧化碳,没有环境的二次污染。安全有保证。

可靠。设备没有机械转动等易损部件,工作可靠、耐用。

使用成本低。根据本现代化矿山的需要,推荐使用机动式爆破消尘器,单台套定价21万元,设计寿命10年,有效寿命8年。消耗材料为二氧化碳、水。用15吨级爆破计算,需要6台爆破消尘器,计入材料消耗费720元、人工费400元,爆破石方10万吨,折合0.0112元/吨。

现场可操作性好。设备体积小,移动摆放方便,且不与爆破施工、清渣等发生干扰。摆位注气加水等准备工作工作量小且没有严格的时间限制。现场非常便于操作,稍加培训,有2人半天即可轻松完成二十吨级爆破消尘的作业。

  • 爆破消尘器在本矿山应用配置建议

鉴于本矿山的15吨级爆破、工作线长小于100米的条件,建议爆破消尘器配置如下:

  • 单工作面按15吨级爆破,配置6台机动式爆破消尘器。机动式与矿山的台阶式开采、道路状况、机械化施工理念相匹配,效率高。6台爆破消尘器可以按照20m左右的间隔布置消尘器,保证良好的消尘效果。注意:6台配15吨级爆破,消尘器数量不足,需要结合爆破前的地表洒水以降低浮尘。
  • 按采区配置爆破消尘器,在各临近工作面间移动使用。
  • 在上次爆破完成后及下次爆破前数小时完成注气。注水可以在爆破前,设备摆放到位后进行。单台注水约需5分钟。注水与注气独立操作,可并行作业。建议设2人在爆破期间专职操作。
  • 配置建议

消尘器有三种规格,基本型、牵引式、自行式。定价17~21万元/台。根据爆破规模、烟尘范围等确定使用数量等。

本矿山建议采用自行式,单台21万元。初期按15吨级爆破,为一个采区配置6台作为试点,而后根据需要逐步配置到所有采区。初期需要资金126万元,购置6台爆破消尘器。可以实现15吨级(10万吨矿石)爆破的烟尘消除。

后期根据前期使用效果情况及矿山需求,每个采区配置一定数量的消尘器,全面实现爆破烟尘的消除。

按照国家环保差别化管理的要求,实现全面爆破烟尘消除,即可申请高等级的环保级别,进而消除因环保不达标造成的损失。

爆破消尘器代表了一项技术,也代表了一种环保理念,更代表了对社会负责的一个态度。

让我们共同拥抱无烟尘爆破时代的到来!

 

                       河北飞瀑环保科技有限公司

                              2020年8月10日