在礦山開采或巖石破碎作業中,巖石膨脹劑(又稱靜態破碎劑)被廣泛應用于非爆破方式裂解巖石。有時會出現膨脹劑無法有效裂開巖石的情況,這不僅影響工程進度,還可能導致資源浪費和安全風險。本文將系統分析巖石膨脹劑開裂失效的常見原因,并提供針對性的解決方案,以幫助礦山技術人員優化操作流程。
一、巖石膨脹劑開裂失效的常見原因
- 鉆孔參數不合理:孔徑、孔深、孔距等參數未按巖石性質和膨脹劑要求設計。例如,孔徑過小或孔距過大,會限制膨脹壓力的有效傳遞。
- 配比與攪拌不當:水與膨脹劑的混合比例錯誤,或攪拌不均勻,導致化學反應不充分,膨脹力不足。
- 環境溫度影響:低溫環境下,膨脹劑的化學反應速度減慢,膨脹壓力生成緩慢;高溫則可能引起過早反應,降低效率。
- 巖石特性不匹配:巖石的硬度、裂隙發育程度或含水量高,可能吸收或分散膨脹壓力,影響開裂效果。
- 操作流程錯誤:如裝填不密實、孔口未密封,或等待時間不足,導致壓力泄漏。
二、解決巖石膨脹劑開裂失效的應對措施
- 優化鉆孔設計:根據巖石類型調整鉆孔參數。一般建議孔徑為38-50毫米,孔距為孔徑的10-15倍,孔深根據巖石厚度確定,確保孔網均勻分布。使用專業鉆具,避免孔壁粗糙。
- 規范配比與攪拌:嚴格按照產品說明書控制水灰比(通常為1:3至1:4),使用清潔水,充分攪拌至均勻漿狀。在低溫環境下,可預熱水或添加促凝劑;高溫時則加快操作速度。
- 適應環境條件:在低溫季節,采取保溫措施如覆蓋保溫材料;高溫時避免陽光直射,選擇早晚施工。監測環境溫度,及時調整膨脹劑類型(如選擇低溫或高溫專用型號)。
- 評估巖石特性:施工前進行巖體勘測,針對高硬度或裂隙巖石,可增加鉆孔密度或預裂處理。對于含水巖石,先排水或使用防水型膨脹劑。
- 完善操作流程:確保裝填密實,采用專用工具將膨脹劑壓入孔底,并密封孔口以防止壓力損失。根據產品說明控制反應時間(通常為4-24小時),避免過早干擾。若首次開裂失敗,可補孔或改用輔助方法如液壓劈裂器。
- 安全注意事項:始終佩戴防護裝備,避免皮膚接觸膨脹劑;開裂過程中設置警戒區,防止人員靠近。定期培訓操作人員,提升技術熟練度。
三、預防與維護建議
為減少開裂失效,建議在施工前進行小規模試驗,驗證參數設置;選擇質量可靠的膨脹劑品牌,并存儲于干燥環境。長期項目可建立操作日志,記錄成功與失敗案例,以便持續優化。
巖石膨脹劑開裂失效多源于技術細節疏忽,通過科學設計、規范操作和靈活調整,可顯著提升開裂效率,保障礦山作業的安全與效益。如有持續問題,建議咨詢專業技術人員或設備供應商,獲取定制化解決方案。