Definition und Schlüsseltechnologien des Feinsprengens im Bergbau

Vor dem Hintergrund der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie im 21. Jahrhundert unterliegen alle Lebensbereiche beispiellosen Veränderungen. Als wichtiger Teil der Volkswirtschaft hat auch die Bergbauindustrie technologische Innovationen und Modernisierungen eingeleitet. Unter ihnen markiert die Entstehung und Entwicklung der Feinstrahltechnologie nicht nur den Übergang der Sprengarbeiten im Bergbau vom traditionellen kontrollierten Sprengen zu einer neuen Stufe des Feinstrahlens, sondern bietet auch eine starke Unterstützung für eine sichere Produktion, einen effizienten Bergbau und den Umweltschutz in Bergwerken. In diesem Artikel werden mehrere Aspekte wie Definition, Schlüsseltechnologien, Geräteanwendung, Management vor Ort und Zukunftsaussichten des Feinstrahlens eingehend erörtert.

1. Definition und Bedeutung des Feinstrahlens

1.1 Definition des Feinstrahlens

Das Konzept des Feinsprengens wurde erstmals 2008 von Akademiker Xie vorgeschlagen. Es betont die präzise Kontrolle der Freisetzung explosiver Energie und des Zerkleinerns und Werfens von Medien durch quantitatives Sprengdesign, sorgfältige Sprengkonstruktion und ausgefeiltes Management. Diese Kontrolle zielt darauf ab, den erwarteten Sprengeffekt zu erzielen und gleichzeitig die schädlichen Auswirkungen des Sprengens effektiv zu kontrollieren und die Sicherheit, Zuverlässigkeit, fortschrittliche Technologie, den Umweltschutz und die wirtschaftliche Rationalität von Sprengvorgängen zu gewährleisten.

1.2 Die Bedeutung des Feinstrahlens

Die Förderung und Anwendung der Feinstrahltechnologie hat weitreichende Bedeutung für die Bergbauindustrie. Erstens kann sie die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Sprengarbeiten effektiv verbessern und die Wahrscheinlichkeit von Unfällen verringern. Zweitens kann sie durch eine genaue Steuerung des Gesteinssprengprozesses die Gesteinszerkleinerungswirkung optimieren und die Bergbaueffizienz verbessern. Drittens trägt Feinstrahlen dazu bei, die negativen Auswirkungen von Sprengungen auf die Umgebung zu verringern, was dem aktuellen Konzept des grünen Minenbaus entspricht. Und schließlich kann Feinstrahltechnologie aus wirtschaftlicher Sicht die Produktionskosten senken und die Wettbewerbsfähigkeit von Bergbauunternehmen verbessern.

2. Schlüsseltechnologien des Feinstrahlens

2.1 Quantitatives Parameterdesign

Die quantitative Parameterplanung ist ein Kernstück der Feinsprengtechnik. Sie beruht auf der genauen Erfassung und Verarbeitung grundlegender Bergbaudaten, einschließlich Informationen zu Topografie, Gesteinsstruktur, Bergbauumgebung usw. Durch den Einsatz hochtechnologischer Technologien wie 3D-Laserscanning und Drohnen-Luftbildfotografie ist die Erfassung von Bergbaudaten effizienter und genauer geworden. Auf Grundlage dieser Daten können Sprengingenieure intelligente Sprengplanungssysteme verwenden, um Sprengpläne zu entwerfen und zu optimieren. Diese Systeme können Sprengparameter automatisch auf Grundlage von Faktoren wie Gelände, Erzeigenschaften und Sprengleistung berechnen und Ingenieuren eine Vielzahl von Gesteinssprengoptionen zur Auswahl bieten, wodurch die Wissenschaftlichkeit und Durchführbarkeit des Entwurfs erheblich verbessert wird.

2.2 Echtzeit-Feedback und Anpassung der Effekte

Beim Feinsprengen sind Echtzeit-Feedback und Anpassung der Effekte ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Durch die an der Sprengstelle angeordneten Sensoren und Überwachungsgeräte können Daten wie Vibrationen, Schallwellen und Stoßwellen während des Sprengvorgangs in Echtzeit erfasst werden. Nach der Verarbeitung können diese Daten zeitnah an die Sprengingenieure zurückgemeldet werden, um ihnen bei der Bewertung der Sprengwirkung und der Anpassung nachfolgender Sprengparameter zu helfen. Darüber hinaus verfügen einige fortschrittliche Sprengdesignsysteme auch über die Funktion der Sprengwirkungsvorhersage, die zukünftige Sprengwirkungen auf der Grundlage aktueller Sprengparameter und Überwachungsdaten vorhersagen kann und Ingenieuren so eine genauere Entscheidungsunterstützung bietet.

Der Sprengvorgang ist komplex und erfordert zahlreiche Verfahren. Von der Vorbereitung der Sprenglochbohrung vor dem Sprengen über die Reinigung und Messung des Sprengbereichs bis hin zur Detonation der Pfeife und verschiedenen Inspektionen nach dem Sprengen müssen genaue Arbeitsschritte durchgeführt werden. Der grundlegende Prozessablauf des Sprengvorgangs kann in chronologischer Reihenfolge erstellt werden. Die Erstellung eines Prozessablaufdiagramms ist förderlich für den Prozessaufbau von Sprengvorgängen und trägt zur Realisierung des digitalen Sprengdesigns, der Standardisierung des Gesteinsbohrens, des verfahrensmäßigen Befüllens von Sprengstoff und Schießschlamm sowie der Standardisierung der Qualitäts- und Sicherheitsprüfung bei, um einen reibungslosen Ablauf der Sprengarbeiten zu gewährleisten.

3. Geräteanwendung des Feinstrahlens

3.1 Bohrausrüstung

Bohrgeräte sind eines der grundlegenden Werkzeuge für Minensprengarbeiten. Mit dem Fortschritt der Technologie haben moderne Bohrgeräte einen hohen Grad an Automatisierung und Intelligenz erreicht. Beispielsweise können intelligente Bohranlagen die Bohrleistung, -genauigkeit und -qualität erheblich verbessern, indem sie fortschrittliche automatische Bohranlagensteuerungssysteme und Bohrnavigationssysteme integrieren. Gleichzeitig verfügt die Ausrüstung auch über Datenerfassungs- und -analysefunktionen, die eine starke Datenunterstützung für die nachfolgende Sprengplanung und -konstruktion bieten können.

3.2 Zündeinrichtungen

Sprenggeräte sind wichtige Geräte zur Steuerung des Sprengvorgangs. Beim Feinsprengen werden hochpräzise Sprenggeräte wie digitale elektronische Sprengzünder immer häufiger eingesetzt. Diese Sprengzünder bieten die Vorteile einer hohen Verzögerungsgenauigkeit, guten Sicherheitsleistung, Netzwerkerkennbarkeit und programmierbaren Verzögerung, wodurch sie die präzisen Steuerungsanforderungen für Mikrodifferenzsprengungen erfüllen können. Durch eine sinnvolle Einstellung der Verzögerungsparameter des Sprengzünders kann die Sprengenergie präzise verteilt und genutzt werden, wodurch der Zweck der Optimierung der Sprengwirkung erreicht wird.

3.3 Sprengstoffe und Ladegeräte

Sprengstoffe und Ladeausrüstung sind ebenfalls ein unverzichtbarer Bestandteil des Feinstrahlens. Dank moderner Sprengstofftechnologie ist es möglich, Sprengstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften an unterschiedliche Gesteinsarten und Sprenganforderungen anzupassen. Gleichzeitig hat die Einführung von Sprengstoffmischfahrzeugen vor Ort die Effizienz und Sicherheit des Ladens weiter verbessert. Diese Ausrüstung verwendet ein digitales Computersteuerungssystem, um eine genaue Dosierung und Beladung der Sprengstoffe zu erreichen, wodurch die Produktionskosten und die Umweltbelastung gesenkt und gleichzeitig die Sprengwirkung sichergestellt werden können.

IV. Vor-Ort-Management von Feinstrahlen

4.1 Feinmanagementkonzept

Bei der Vor-Ort-Verwaltung von Feinstrahlen wird die Anwendung von Feinmanagementkonzepten betont. Dazu gehören die sinnvolle Zuweisung und Planung von Ressourcen wie Personal, Ausrüstung und Materialien sowie die standardisierte und verfahrensmäßige Verwaltung von Sprengvorgängen. Durch die Formulierung detaillierter Sprengvorgangspläne und Sicherheitsbetriebsverfahren wird sichergestellt, dass jeder Vorgang den gesetzlichen Anforderungen entspricht, und so die Sicherheit und Effizienz der Sprengvorgänge gewährleistet.

4.2 Anwendung der Informationstechnologie

Auch bei der Vor-Ort-Verwaltung von Feinstrahlen spielt die Anwendung von Informationstechnologie eine wichtige Rolle. Beispielsweise kann durch die Einrichtung eines Informationsmanagementsystems für Strahlvorgänge eine Echtzeitüberwachung und Datenanalyse des gesamten Strahlvorgangs erreicht werden. Dieses System kann Dateninformationen von Sensoren vor Ort, Überwachungsgeräten und manuellen Eingaben sammeln und analysieren, um Managern Entscheidungshilfen zu bieten. Gleichzeitig können durch die Einführung fortschrittlicher Technologien wie dem Internet der Dinge und Cloud-Computing auch eine Fernüberwachung und intelligente Planung von Strahlvorgängen erreicht werden, wodurch die Effizienz und das Niveau des Managements weiter verbessert werden.

V. Zukunftsaussichten des Feinstrahlens

5.1 Technologische Innovation und integrierte Entwicklung

Auch in Zukunft wird die Entwicklung der Feinstrahltechnologie auf technologische Innovation und integrierte Entwicklung angewiesen sein. Einerseits ist es notwendig, kontinuierlich neue Strahltheorien, -methoden und -techniken zu erforschen, um die Wissenschaftlichkeit und Genauigkeit der Strahlvorgänge zu verbessern; andererseits ist es notwendig, die Querintegration mit anderen Bereichen zu stärken, wie etwa die übergreifende Anwendung multidisziplinärer Theorien wie Chemie, Materialwissenschaft, Mechanik und die integrierte Entwicklung mit moderner Informationstechnologie. Dies wird der Entwicklung der Feinstrahltechnologie neue Vitalität und Impulse verleihen.

5.2 Verbesserung des Intelligenz- und Automatisierungsgrades

Mit der kontinuierlichen Entwicklung von Intelligenz- und Automatisierungstechnologien werden sich die Intelligenz- und Automatisierungsgrade von Minensprengvorgängen weiter verbessern. In Zukunft können wir mit der Entstehung und Anwendung intelligenterer Geräte und Systeme wie intelligenter Bohranlagen, intelligenter Ladefahrzeuge, intelligenter Überwachungssysteme usw. rechnen. Diese Geräte werden über eine höhere Autonomie und Anpassungsfähigkeit verfügen und in der Lage sein, den Betriebsablauf entsprechend den tatsächlichen Anforderungen des Sprengvorgangs intelligent anzupassen und zu optimieren, wodurch die Sicherheit und Effizienz des Sprengvorgangs weiter verbessert wird.

5.3 Grüner Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung

Im Rahmen des Konzepts des grünen Minenbaus und der nachhaltigen Entwicklung wird auch bei der Feinstrahltechnik mehr Wert auf Umweltschutz und Nachhaltigkeit gelegt. In Zukunft müssen wir kontinuierlich umweltfreundlichere Sprengstoffformeln und Zündgeräte erforschen und entwickeln, um die negativen Auswirkungen von Sprengvorgängen auf die Umwelt zu verringern. Gleichzeitig ist es auch notwendig, die Forschung und Anwendung von Behandlungs- und Nutzungstechnologien für Sprengrückstände, Abwasser und andere Abfälle zu verstärken, um eine Win-Win-Situation des Ressourcenrecyclings und des Umweltschutzes zu erreichen.