龙首矿西二采区首采分段爆破工艺及参数优化研究

发布时间：2020-09-28 06:37

　　本研究课题是根据《金川低品位矿安全高效经济开采综合研究》项目需求开展的。其研究目的是为矿山崩落法采矿的开展提供一套适合西二采区首采分段的回采爆破工艺及爆破参数。本文采取了物理模型试验、理论计算和数值模拟等手段来解决问题,这三者相互补充和验证,得出了一系列适合龙首矿西二采区首采分段的爆破参数。本文所得成果如下:(1)为了确定龙首矿西二采区的成孔性能,基于西二采区的矿岩物理性质开展了物理模型试验和现场试验。试验发现:龙首矿西二采区炮孔成孔率较高,可不必担心炮孔破坏对回采爆破工作的影响,即使有少量炮孔发生破坏,其破坏形式也是以缩孔、堵孔为主;(2)以相似理论为基础,结合龙首矿西二采区的初选爆破参数,开展了相似模型试验。由此试验基本确定了爆破参数优化的方向,试验发现目前的初选爆破参数抵抗线偏大;(3)结合前人的研究,对西二采区首采分段的回采爆破抵抗线、孔底距、崩矿步距、微差时间和单响最大起爆药量等参数的取值进行了优化。按炮孔布置原则,最终确定西二采区主要爆破参数为:1.7m抵抗线,2.7m孔底距,1.7m崩矿步距,35°边孔角。此外,根据优化所得爆破参数绘制了龙首矿西二采区首采分段排面炮孔布置图,详细阐明该矿山的回采爆破工艺;(4)为了验证优化所得爆破参数的合理性,采用有限元分析软件Ansys/LS-Dyna建立了抵抗线和孔底距的数值模拟模型。数值模拟结果表明优化所得抵抗线与孔底距取值是合理的。开展了物理模型试验,试验结果显示本文优化所得爆破参数的试验模型的爆破效果与实际矿山爆破效果差别不大,这表明了本文所得爆破参数对于实际生产有较大指导意义。理论计算、物理试验和数值模拟三者相互印证,论证了彼此的合理性。
【学位单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD235;TD853.362
【部分图文】：

示意图,冒落,采区,覆盖层

西南科技大学硕士学位论文西二采区具体覆盖层形成方法为：在 1610 米水平胶结充填体下 1590 米（实为 1）水平位置设置无底柱分段崩落法第一个分段，按照无底柱分段崩落法采场结构布置采准与切割工程，在回采巷道矿体厚度范围内钻凿扇形炮孔，在 1595 米水平放顶形成覆盖层，并放出一定数量的矿石，在采场中形成采空区。随着采矿的不行和崩落矿石的不断放出，上部胶结充填体开始逐步暴露出来，采空区暴露面积度不断扩大，当扩大到某种程度时，胶结充填体将自然冒落下来进而形成废石覆（见图 1-1 所示）。

波产生,拉伸应力

破碎理论一段时间内甚至未来几十年，爆破都是采矿作业爆破参数是否合理对于矿山矿石质量和效益都有性质、炸药性能和爆破工艺这三者影响。矿岩性般是确定的。因此，合理的爆破参数就是提高爆破岩机理。破破碎机理伸破坏理论代，日本人日野熊雄在前人的研究基础上提出了一论[10]。该理论是基于爆炸动力学提出的，他认为的作用，该爆轰波作用于附近的矿岩，压碎药包过程中逐渐衰减为压应力波，当压应力波抵达介会转变为拉应力波，当拉应力波超过岩石的动态的源头将发生拉伸变形。如图 1-2 所示。

爆轰气体,爆生气体

a)剪应力作用；b)爆轰气体膨胀推力破坏图 1-3 爆轰气体剪力破坏Fig.1-3 Detonation gas shear failure轰气体共同作用的破坏观点的学者认为：在爆炸中，冲击波首先破坏孔周围的岩空气楔导致裂纹进一步扩展。大量工程实践为该理论理论论是冲击波和爆炸气体综合作用理论的延伸，是集合之后由伊藤一郎、P．A．帕尔逊、H．K．卡特尔、L．善。论的要点为：碎是由于爆破冲击波和爆生气体共同造成的。只不过般认为爆生气体作用占主导地位。说：从药包中心向外分为粉碎圈、压裂圈和震动圈。

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