露天深孔台阶爆破的安全技术研究

发布时间：2017-08-24 03:20

  本文关键词：露天深孔台阶爆破的安全技术研究

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【摘要】：近年来露天矿山爆破开采日益增多,研究人员对矿山爆破的安全愈加重视,现有爆破工艺已经无法满足大规模安全爆破的需求,因此有必要针对矿山现有爆破工艺进行优化设计。随着岩石爆破理论以及计算机仿真技术的不断发展与完善,研究方法日趋多元化。本文基于岩石爆破理论对露天深孔台阶爆破机理进行了分析,通过理论计算和软件模拟对金属矿山现有的爆破参数中孔网参数进行了优化并分析了不同起爆方式对金属矿山爆破效果的影响,确定了新的金属矿山孔网参数;并针对当前矿山爆破存在的爆破振动问题提出了预裂减震沟的方法,利用LS-Dyna对提出的方案进行了模拟,分析、验证了所提方案的合理性。论文成果有:(1)研究了岩体爆破过程及深孔台阶爆破的机理,分析了当前矿山选取爆破参数的理论依据,为后续优化参数提供了支持;(2)针对某矿选取的爆破参数进行了试验,并依据矿山实况进行了仿真模拟,对比试验与模拟结果,从而验证了模拟的真实性与可靠性;(3)针对爆破试验存在大块及根底的问题,对现有的孔网参数进行了大孔距、小排距的优化改进设计,并进行了数值模拟。通过对比优化前后的结果,证明了优化后的孔网参数能有效解决大块及根底的问题;(4)针对同一矿山由于岩体组成分布不同而造成的爆破不均匀,结合对当前普遍选用的孔底起爆的效果分析,本文提出了孔底、孔中以及孔底和孔中同时起爆三种起爆方式,并进行了模拟、分析,得到了针对不同岩体选用不同起爆方式的依据;(5)针对当前爆破危害最严重的爆破振动问题,提出了预裂减震沟的想法,并在前述矿山实况数据模拟的基础上,分别研究了减震沟深度和减震沟距爆源距离对爆破保护区域降振效果的影响,得到了较优的解决方案。对某矿爆破参数的优化和爆破振动危害的防护,可以有效保证对矿山进行安全、可靠的开发,保证经济效益最大化。研究成果对同类矿山的开采具有指导和实用意义。
【关键词】：深孔爆破 孔网参数 减震沟 数值模拟
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD235.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 概述11-12
• 1.1.1 课题研究的目的11
• 1.1.2 课题研究的意义11-12
• 1.2 国内外研究现状和发展动态12-16
• 1.2.1 爆破参数研究现状12-14
• 1.2.2 减震措施的研究现状14-16
• 1.3 本文主要研究的内容及方法16-18
• 2 岩石爆破理论18-31
• 2.1 岩石爆破破碎机理18-23
• 2.1.1 爆破中炸药在岩石的作用范围18-22
• 2.1.2 爆破中炸药在岩石的破坏过程22-23
• 2.1.3 爆破中炸药在岩石作用的破坏模式23
• 2.2 岩石爆炸中的应力波23-26
• 2.2.1 应力波的类型24
• 2.2.2 爆炸中的应力波传播24-25
• 2.2.3 爆炸中岩石的动应力场25-26
• 2.3 露天台阶爆破破碎机理26-27
• 2.4 露天深孔台阶爆破参数27-29
• 2.4.1 台阶高度与超深28
• 2.4.2 孔径与孔深28
• 2.4.3 孔距与排距28-29
• 2.4.4 填塞长度29
• 2.5 本章小结29-31
• 3 露天深孔台阶爆破参数优化数值模拟研究31-49
• 3.1 引言31
• 3.2 模拟软件的选取及介绍31-37
• 3.2.1 LS-Dyna软件介绍32
• 3.2.2 数值算法介绍32-33
• 3.2.3 接触算法分析33-34
• 3.2.4 单元特性与材料模型34-37
• 3.3 矿山实际工况分析37-40
• 3.3.1 现场实况介绍37-38
• 3.3.2 大块产生部位及原因38-39
• 3.3.3 排距、孔距优化39-40
• 3.4 仿真模拟40-42
• 3.5 结果分析42-48
• 3.5.1 布孔方式优化前后的模拟结果分析42-45
• 3.5.2 不同起爆方式的模拟结果分析45-48
• 3.6 本章小结48-49
• 4 露天深孔台阶爆破降振研究49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 露天深孔台阶爆破的主要危害49-53
• 4.2.1 爆破飞石危害及其防护49-51
• 4.2.2 爆炸冲击波危害51
• 4.2.3 爆破振动危害51-53
• 4.3 问题分析及仿真模型参数53-55
• 4.3.1 问题分析53-54
• 4.3.2 模型参数54-55
• 4.4 爆破振动安全允许标准55-57
• 4.5 模拟结果及分析57-63
• 4.5.1 无减震沟时的爆破效果57-58
• 4.5.2 减震沟深度对爆破效果的影响分析58-60
• 4.5.3 减震沟距爆源中心距离对爆破效果的影响60-63
• 4.6 本章小结63-64
• 5 结论与展望64-66
• 参考文献66-72
• 攻读硕士期间发表的论文72-73
• 致谢73-74

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4 刘为洲;;台阶爆破的计算机模拟[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

5 张继春;常春;吴青山;马国仁;高文远;余锡章;;台阶爆破设计智能专家系统在兰尖铁矿的应用[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年

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本文编号：728906