东乡刘家排采石场爆破震动对临近尾矿坝坝体稳定性影响研究

发布时间：2017-09-24 21:19

  本文关键词：东乡刘家排采石场爆破震动对临近尾矿坝坝体稳定性影响研究

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【摘要】：某采石场生产爆破时可能会对附近尾矿坝的稳定性产生影响,存在馈坝危险,一旦失事,会对下游居民造成财产损失并对他们人身安全构成巨大的威胁。为了研究该采石场在生产爆破时尾矿坝的震动强度,确保尾矿坝的稳定,保障下游居民的财产和人身安全,本文选取该采石场距离尾矿坝较近且具有代表性的生产爆破对其进行测试并进行分析,利用ANSYS LS-DYNA进行模拟研究,使用FLac3D软件对尾矿库加高扩容后的坝体进行预测分析。首先,在采石场选取4个代表性的地点进行实际爆破测试,用爆破测振仪对其进行监测并进行分析,结果表明:4次采场爆破测试,在最大单段药量不超过720Kg参数条件下,采石场爆破在2号副坝和主坝处的震动强度符合抗震安全标准。为了确定采石场爆破的最小安全距离,利用所测得的数据,拟合得到萨道夫斯基公式,按“非抗震大型砌块”可推导出最小安全距离R为138m;在保守情况下,(按土坯房标准),则利用萨道夫斯基公式可推导,最小安全距离R为370m。其次,利用Ls-Dyna软件对在采石场生产爆破时距离尾矿坝最近、炸药量允许的最大值的情况下进行模拟研究,探究其产生的爆破震动对尾矿坝的影响并进行分析,结果表明:模拟分析结果与实测数据所反映的爆破震动传播规律基本一致;Ls-Dyna有限元数值结果较实测值略偏大,其原因是数值模拟计算过程中对炸药进行了简化处理,这使得原本分散装药的炸药变得集中,从而爆破振动加强;岩体和尾矿库进行了理想化处理,未考虑其复杂性等因素;模拟的结果更偏向于安全,对指导爆破工程设计具有一定的参考价值。最后,由于现阶段随着尾矿的排泄,现有的尾矿库库容不足以支持尾矿的排泄,故以尾矿坝需要加高来扩大库容,而随着尾矿的不断排泄,尾矿坝的加高可能会产生一些不确定的因素影响其稳定性。为了探究当坝体堆至最终标高时,采石场生产爆破对坝体的影响,运用ANSYS和FLAC3D对加高后的坝体进行数值模拟预测计算分析。数值模拟分析表明,当尾矿坝加高到设计最高值,即主坝与2号副坝标高均达到80m时,采石场以现阶段使用的生产药量及爆破方式(即总药量不大于30箱炸药(720kg))进行生产,所产生的爆破震动对尾矿坝造成的影响是安全的。分析采石场4次爆破测试并与数值模拟相对比可知,数值模拟对爆破震动进行研究及预测具有重要的指导价值。
【关键词】：生产爆破 数值模拟 爆破震动 预测分析
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD926.4;TD235
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 研究现状11-14
• 1.4 研究内容及研究思路14-17
• 1.4.1 研究内容14
• 1.4.2 研究思路14-16
• 1.4.3 技术路线16-17
• 第二章 采石场及尾矿库基本概况17-25
• 2.1 采石场概括17-20
• 2.1.1 矿山位置及交通17
• 2.1.2 矿山地质概况17-19
• 2.1.3 矿床开采技术条件19
• 2.1.4 矿山开发现状19-20
• 2.2 尾矿库矿区地质概况20-25
• 2.2.1 库区介绍20-22
• 2.2.2 库区地质22-23
• 2.2.3 库区建设条件23-24
• 2.2.4 加高扩容工程设计概括24-25
• 第三章 尾矿坝坝体震动强度测试与分析25-42
• 3.1 Blastmate-111 爆破测振仪简介25-28
• 3.2 爆破震动现场测试28-37
• 3.3 测试结果分析37-39
• 3.4 萨道夫斯基公式中k、α值的拟合计算39-40
• 3.5 本章小结40-42
• 第四章 基于Ls-Dyna的采场爆破对坝体震动的模拟分析42-52
• 4.1 采石场及尾矿坝物理力学参数的确定42-44
• 4.2 Ls-Dyna模型的建立44-51
• 4.2.1 程序介绍44-45
• 4.2.2 单元类型及约束条件45
• 4.2.3 Ls-Dyna建模45-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 基于FLac~(3D)加高设计的坝体震动速度预测分析52-58
• 5.1 Flac~(3D)软件介绍52-53
• 5.2 主坝的数值模拟及分析53-55
• 5.3 2 号副坝的数值模拟及分析55-56
• 5.4 本章小结56-58
• 第六章 结论与展望58-60
• 6.1 主要结论58-59
• 6.2 展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间的研究成果64-65

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本文编号：913519