一种露天矿爆破综合降尘施工方法

本发明属于降尘，具体地涉及一种露天矿爆破综合降尘施工方法。

背景技术：

1、在传统的露天矿开采过程中，爆破作业是不可或缺的一环，但随之而来的粉尘污染和环境治理问题也日益凸显。爆破产生的粉尘不仅对环境造成了严重污染，还威胁着矿工的健康和安全。在早期的露天矿开采中，对于爆破产生的粉尘污染问题，矿业企业普遍采用的是相对简单的降尘措施。其中，洒水和喷雾是最为常见的方法。这些措施的基本原理是通过增加空气湿度，使粉尘颗粒附着在水滴上，从而增加其重量并加速沉降，减少粉尘在空气中的悬浮时间。然而，这些方法的实际效果往往受到多种因素的限制。首先，洒水和喷雾的降尘效果在很大程度上取决于环境条件。在干燥、多风的环境下，水分很容易蒸发，导致粉尘再次被吹起，形成二次污染。此外，如果洒水量不足，粉尘无法得到充分湿润，降尘效果也会大打折扣。其次，洒水和喷雾的方法对于爆破后炮孔的充填问题并无直接帮助。炮孔充填是露天矿开采过程中的一个重要环节，其目的是防止炮孔内的炸药爆炸后对周围环境造成破坏。然而，传统的洒水和喷雾方法并不能有效地将充填材料送入炮孔内，因此无法满足炮孔充填的要求。此外，洒水和喷雾还需要大量的水资源。在一些水资源匮乏的地区，这种方法的可行性受到严重限制。同时，长期大量使用水进行降尘处理还可能对矿区的生态环境造成负面影响，如土壤侵蚀、水土流失等。

2、因此，急需一种集吸尘、搅拌、注浆和充填炮孔于一体的综合降尘施工方法，以简化操作流程、降低成本、提高效率，并有效解决爆破后的粉尘污染和环境治理问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种露天矿爆破综合降尘施工方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种露天矿爆破综合降尘施工方法，包括以下步骤：

4、s1、将吸尘单元对准爆破区域，吸取爆破产生的粉尘和碎屑，粉尘被收集到粉尘收集箱中，启动搅拌单元，该单元包含搅拌混合槽和搅拌器，将粉尘收集箱中的粉尘添加到搅拌混合槽中，向搅拌混合槽中加入注浆材料，启动搅拌器，将粉尘与注浆材料混合，形成均匀浆料；

5、s2、启动注浆单元，该单元负责将均匀浆料通过注浆泵输送到充填炮孔单元，确保炮孔充填密实；

6、s3、在整个作业过程中，启动抑尘单元，通过喷淋系统向爆破区域抑尘剂；

7、s4、完成作业，等待下一次爆破作业。

8、进一步地，所述步骤s1中注浆材料是水泥-水玻璃浆，其中按重量百分比计包括以下原料：水泥40-50%、水玻璃20-30%和水20-30%，水玻璃的模数为2.4-3.0，浓度为30-50%，粉尘和注浆材料质量比为（25-40）：（60-75）。

9、所述步骤s2中注浆单元中通过使用充填机械臂将均匀材料注入炮孔中。

10、所述步骤s3中抑尘剂包括以下步骤制得：

11、a1、将壳聚糖加入去离子水中，加热至60-70℃并搅拌至溶解，加入聚谷氨酸和硝酸铈铵，加热至70-80℃，反应4-6h，得到改性壳聚糖溶液；

12、a2、将纳米二氧化硅加入去离子水中，使用高速搅拌器搅拌，用超声处理器处理10-20min，得到纳米二氧化硅悬浮液，将纳米二氧化硅悬浮液加入改性壳聚糖溶液中，持续搅拌30-40min，滴加环氧氯丙烷，反应温度控制在40-50℃，反应2-4h，过滤，洗涤，放入烘箱中在60-80℃下干燥24-48h，将干燥后的固体粉碎成粉末状，过100目筛，得到抑尘剂粉末。

13、所述步骤a1中壳聚糖、去离子水、聚谷氨酸和硝酸铈铵的用量比为（10-12）g：（100-200）ml：（5-8）g：（0.1-0.2）g。

14、所述步骤a2中纳米二氧化硅、去离子水的用量比为（2-7）g：（50-100）ml，纳米二氧化硅悬浮液、改性壳聚糖溶液和环氧氯丙烷的体积比为（10-14）：（5-9）：（0.1-0.2）。

15、所述步骤a2中超声处理器的功率为200-400w，频率为40-50khz。

16、所述步骤a2中高速搅拌器的速度为1000-1200rpm，搅拌时间为20-30min。

17、本发明的有益效果：

18、1、本发明技术方案中，通过吸尘单元有效吸取爆破产生的粉尘和碎屑，显著减少了粉尘的扩散和污染。粉尘被收集并与注浆材料混合，形成均匀浆料，这一过程中没有产生二次污染。此外，通过喷淋系统向爆破区域喷洒抑尘剂，进一步控制了粉尘的飞扬，有利于改善施工现场的环境质量，保护工人的身体健康，同时也减少了对周边环境的影响。该方法不仅减少了粉尘的排放，还将收集的粉尘与注浆材料混合，形成可用于充填的浆料，既实现了废物的再利用，又降低了处理废物的成本，符合循环经济的理念。一体化的设计简化了操作流程，减少了多台设备协同作业的复杂性，从而提高了作业效率。同时，通过注浆单元将均匀浆料密实地充填到炮孔中，有助于提升爆破作业的安全性和效果，减少了设备数量，降低了采购和维护成本。

19、2、本发明技术方案中，抑尘剂中的改性壳聚糖成分，通过聚谷氨酸改性形成氢键或共价键，增强了壳聚糖分子链的极性和亲水性。而硝酸铈铵引发壳聚糖分子链的氧化反应，得壳聚糖分子链上引入了更多的活性基团，提高了其与土壤颗粒或其他成分的相互作用能力。改性壳聚糖能够与土壤颗粒表面发生吸附和键合作用，增强了土壤颗粒之间的凝聚力，使得粉尘颗粒更难以被风吹起。具体来说，改性壳聚糖的长链分子能够缠绕在土壤颗粒表面，形成一层稳定的网状结构，而纳米二氧化硅则能够填充土壤颗粒间的微小空隙，增加颗粒间的接触面积和摩擦力，从而有效提高土壤的抗风蚀能力。

20、3、本发明技术方案中，抑尘剂在土壤表面形成一层保护膜，这层膜能够有效阻挡风对土壤的直接作用，减少风蚀现象。同时，保护膜还能够吸收和保持土壤中的水分，提高土壤的保水能力，有助于减少因水分蒸发而引起的粉尘飞扬。抑尘剂中的成分能够改变粉尘颗粒的表面性质，使其变得更加亲水，使得粉尘颗粒在遇到水时更容易被润湿和沉降，从而降低了粉尘的飞扬性。此外，抑尘剂还能够降低粉尘的电荷密度，减少颗粒间的静电斥力，进一步促进粉尘的沉降。

21、4、本发明技术方案中，抑尘剂中的改性壳聚糖和纳米二氧化硅成分具有良好的环境适应性，能够在不同环境条件下保持稳定的抑尘效果。无论是在干燥、多风的环境下，还是在潮湿、多雨的地区，抑尘剂都能够有效地减少粉尘污染。

技术特征：

1.一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤s1中注浆材料是水泥-水玻璃浆，其中按重量百分比计包括以下原料：水泥40-50%、水玻璃20-30%和水20-30%，水玻璃的模数为2.4-3.0，浓度为30-50%，粉尘和注浆材料质量比为（25-40）：（60-75）。

3.根据权利要求1所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤s2中注浆单元中通过使用充填机械臂将均匀材料注入炮孔中。

4.根据权利要求1所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤s3中抑尘剂包括以下步骤制得：

5.根据权利要求4所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤a1中壳聚糖、去离子水、聚谷氨酸和硝酸铈铵的用量比为（10-12）g：（100-200）ml：（5-8）g：（0.1-0.2）g。

6.根据权利要求4所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤a2中纳米二氧化硅、去离子水的用量比为（2-7）g：（50-100）ml，纳米二氧化硅悬浮液、改性壳聚糖溶液和环氧氯丙烷的体积比为（10-14）：（5-9）：（0.1-0.2）。

7.根据权利要求4所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤a2中超声处理器的功率为200-400w，频率为40-50khz。

8.根据权利要求4所述的一种露天矿爆破综合降尘施工方法，其特征在于，步骤a2中高速搅拌器的速度为1000-1200rpm，搅拌时间为20-30min。

技术总结本发明属于降尘技术领域，具体地涉及一种露天矿爆破综合降尘施工方法，包括以下步骤：S1、将吸尘单元对准爆破区域，吸取爆破产生的粉尘和碎屑，粉尘被收集到粉尘收集箱中，启动搅拌单元，启动搅拌器，将粉尘与注浆材料混合，形成均匀浆料；S2、启动注浆单元，将均匀浆料通过注浆泵输送到充填炮孔单元，确保炮孔充填密实；S3、在整个作业过程中，启动抑尘单元，通过喷淋系统向爆破区域抑尘剂；S4、完成作业，等待下一次爆破作业。本发明通过吸尘单元有效吸取爆破产生的粉尘和碎屑，显著减少了粉尘的扩散和污染。此外，通过喷淋系统向爆破区域喷洒抑尘剂，进一步控制了粉尘的飞扬，有利于改善施工现场的环境质量。技术研发人员：丁小华,廖周全,杨中澳,刘欣,李小双,刘洪林受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11