5 Drilling and Blasting

การเจาะรูระเบิดในหิน

การเจาะรูเพื่อระเบิดหิน (Blasthole drilling) เป็นการทำให้หินแตกออกเป็นช่องว่างขนาดเล็กที่มีความยาวสำหรับใส่วัตถุระเบิด โดยใช้แรงกล (Mechanical rock breakage) ไปเอาชนะความแข็งแกร่งของเนื้อหิน เช่น ใช้หัวเจาะกระแทกลงไปบนหินทำให้เกิดรอยร้าว หรือขัดสีทำให้เนื้อหินสึกกร่อน ซึ่งจะจำแนกหลักการใช้แรงได้เป็น 3 ลักษณะ คือ

1. การกระแทก (Percussion) ด้วยแรงทุบ เจาะ หรือแรงกดในแนวดิ่ง

2. การขัดสี (Drag) ที่เกิดจากการหมุน หรือลากไปด้านข้าง

3. การใช้แรงแบบผสม (Combination) ร่วมกันทั้งกระแทกและขัดสี

จากหลักการเจาะรูในหินเพื่อทำให้หินแตก เมื่อนำมาพัฒนาเป็นวิธีการเจาะโดยใช้เครื่องเจาะ จะมี 3 ลักษณะ คือ

1. การเจาะแบบกระแทก (Percussion drilling)

2. การเจาะแบบหมุน (Rotary drilling)

3. การเจาะแบบหมุนผสมกระแทก (Rotary-percussive drilling) ซึ่งแบ่งเป็น

• แบบกระแทกด้านบน (Top hammer) จะใช้กับหินอ่อนถึงแข็ง

• แบบกระแทกด้านล่าง (Down the hole-DTH) ใช้กับหินแข็งปานกลาง

การระเบิดหน้างานเหมืองแร่

เนื้อหาครอบคลุมการใช้วัตถุระเบิดในงานเหมืองผิวดิน ลักษณะและชนิดของวัตถุระเบิด ทฤษฎีการระเบิดหิน การระเบิดหน้าเหมืองแบบขั้นบันได และการควบคุมผลกระทบจากการใช้วัตถุระเบิด  

วัตถุระเบิดเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมจะมีความแตกต่างจากวัตถุประสงค์ในทางทหาร โดยจะต้องคำนึงถึงคุณลักษณะต่อไปนี้เพิ่มเติม

• ผลิตได้จากสารเคมีที่มีใช้ในอุตสาหกรรม

• ถูกกระตุ้นให้ระเบิดได้อย่างเที่ยงตรงตามต้องการ

• ไม่ระเบิดโดยอุบัติเหตุ หรือไฟฟ้าสถิต

• มีความปลอดภัยในการขนส่ง

• มีอายุใช้งานนาน ทนความชื้น และไม่ตกตะกอนจนเสื่อมสภาพ

• ลดปริมาณก๊าซพิษ และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

การเลือกใช้วัตถุระเบิดสำหรับงานเหมืองแร่ ควรจะคำนึงถึงสิ่งต่อไปนี้

• ความหนาแน่นและความแรงของวัตถุระเบิด

• ค่าใช้จ่ายต่อปริมาตรหินที่ระเบิดได้

• ขนาดของรูระเบิด และขนาดวิกฤตสำหรับวัตถุระเบิด

• ปริมาณและขนาดของก้อนหินที่ต้องการภายหลังการระเบิด

• ความแข็งแกร่งของหินและโครงสร้างทางธรณีวิทยา

• ความชื้นในรูเจาะ

• ความปลอดภัยและผลกระทบต่อสภาพแวดล้อม

การระเบิดหน้าเหมืองแบบขั้นบันได (Bench blasting)

จะต้องกำหนดเป้าหมายเพื่อ

• ได้ปริมาณหินแตกหักในขนาดที่ต้องการ ลดปริมาณหินฝุ่น หรือก้อนใหญ่ที่ต้องทุบ

• หน้างานหลังการระเบิดมีเสถียรภาพ ลด Backbreak และโขดหินที่พื้น

• ได้รูปทรงของกองหินที่เครื่องจักรเข้าไปตักได้ง่าย ไม่เสียเวลาเตรียมกอง

• ลดผลกระทบด้านแรงสั่นสะเทือน หินปลิว เสียงดัง และฝุ่นควัน

• มีค่าใช้จ่ายในภาพรวมต่ำที่สุด ทั้งการระเบิด ขุดตัก และการโม่ลดขนาด

การระเบิดหน้าเหมืองให้เป็นชั้นแบบขั้นบันไดนั้น จะมีความเกี่ยวข้องกับทั้งขนาดความสูงของขั้นบันได ขนาดและตำแหน่งของรูเจาะ และปริมาณวัตถุระเบิดที่ใช้ ดังนั้นจึงมีพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องในการออกแบบ ดังนี้

• ขนาดของรูเจาะ (Hole diameter: d)

• ระยะห่างจากหน้าอิสระ หรือระยะระหว่างแถวของรูเจาะ (Burden: B)

• ระยะระหว่างรูเจาะในแถว (Spacing: S)

• ความสูงของชั้นหน้างาน หรือขั้นบันได (Bench height: H)

• ระยะอัดดินปิดรูเจาะ (Stemming: T)

• ระยะเจาะต่ำกว่าพื้น (Sub drill: J)

• ความเอียงของรูเจาะ (Hole inclination: I) หรือความเอียงของหน้างาน (Face angle)