露天矿山深孔台阶压渣爆破参数优化研究.pdf
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1、露天矿山深孔台阶压渣爆破参数优化研究崔年生,楼晓明(福建省新华都工程有限责任公司,福建 厦门;福州大学 紫金地质与矿业学院,福建 福州)摘 要:为了提高露天矿山深孔台阶爆破质量,通过对某矿区现有台阶爆破参数和大块率进行现场调研,提出压渣爆破技术方案,结合 软件仿真分析与理论计算,得到适宜的孔网参数和压渣厚度,并将该参数应用于现场爆破试验。结果表明,压渣厚度 、孔间距 、抵抗线 为适宜爆破参数,该条件下现场爆破试验平均大块率小于,取得了良好的爆破效果。关键词:露天开采;台阶爆破;压渣爆破;爆破参数优化;工业试验;数值分析中图分类号:文献标识码:文章编号:(),(,;,):,:;露天深孔台阶爆破技
2、术在露天矿山应用广泛。爆破参数是影响露天采矿技术经济指标和爆破效果的重要因素。爆破参数与矿岩参数合理匹配,爆破工艺才能取得好的效果。为了改善露天矿山爆破存在的大块率较高、爆破振动较大等问题,本文以某露天矿山深孔台阶爆破为例,提出压渣爆破技术方案,通过理论计算和数值模拟得到适宜的压渣厚度和孔网参数,并在现场进行工业试验。工程背景某矿区露天矿矿体及其近矿围岩主要为中细粒花岗岩及隐爆角砾岩和英安玢岩,矿体抗压强度,试验区铜矿石为花岗岩型硫化铜矿石,抗压强度 ,岩石可爆性为类,属难爆岩石。目前,该矿采用深孔台阶爆破,台阶参数为:台阶高度 ,坡角。布孔方式采用梅花形,炮孔超深,孔排距为()(),抵抗线
3、,炸药单耗 。采用连续装药结构、逐孔微差起爆技术。通过对露天深孔台阶爆破效果进行调查发现:目前矿区露天爆破平均大块率达到,存在大块率偏高问题,现有的爆破方法与现场实际不适应,需寻求更加优化的爆破方法。收稿日期:基金项目:国家自然科学基金()作者简介:崔年生(),男,江西宁都人,高级工程师,主要从事矿山与爆破工程方面施工与研究。通信作者:楼晓明(),男,浙江东阳人,博士,教授,主要从事采矿与爆破方面科研工作。第 卷第 期 年 月矿矿 冶冶 工工 程程 孔网结构参数模拟分析 模拟方案为了减少后期试验次数,同时确定合理的孔间距 和抵抗线,利用 进行了数值仿真模拟,建立 个模型,分别为孔网参数 (模型
4、)和孔网参数 (模型)。此次数值模拟做如下假设:炮孔以垂直方式分布;岩石材料按弹塑性体考虑;药包起爆方式为中心起爆。为加快计算速度、提高模拟准确性,模型采用三炮孔,以中间孔为起爆孔,另外两孔以中间孔药包为中心对称分布。模拟结果图 和图 为 种不同孔网参数模型炮孔起爆后不同时刻的 分布情况。由图 可知,种孔网参数下,炸药起爆后应力波从炮孔壁开始以圆形向四周传播,时,近炮孔壁的有效应力超过岩石抗拉强度,裂纹开始由孔壁向周围延伸发展,应力波在 到达岩体与渣体接触面,其中一部分发生反射,反射波与应力波的相互叠加致使岩体发生拉裂破坏。模型 模拟结果显示,中间孔起爆 后应力波先到达 个邻近炮孔,爆破周围岩
5、石还未完全破碎,应力波的能量和爆生气体可能已经从邻近孔原有裂隙中发生逸散,造成能量的提前损失。时,中间孔的应力波到达两边的无反射边界。应力波传播到模型边界后,将继续向四周传播,同时不可避免地会有微弱的应力波在模型边界发生反射,与向外扩散的波相遇后叠加,使得应力波减弱,该部分的影响可以忽略。由于之前应力波能量和爆生气体的逸散,围岩未形成足够的新裂纹,从 和 模拟图中可以看出后爆孔起爆后爆破效果不佳。模型 模拟中,中间孔起爆 后应力波到达邻近孔,这样就延长了爆生气体的作用时间,增加了岩石二次破碎作用,同时为后爆孔提供充足的自由空间。时,中间孔的应力波到达两边的无反射边界,只有微弱的反射波,影响可以
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