露天开采爆破振动对邻近台阶边坡稳定性影响

发布时间：2017-08-24 20:40

  本文关键词：露天开采爆破振动对邻近台阶边坡稳定性影响

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【摘要】：露天矿山企业为提高生产效率和经济效益,普遍采用大孔径的深孔台阶爆破技术开采矿石,同时由于开采规模的不断扩大,爆破振动对邻近台阶边坡稳定性的影响已严重威胁到露天矿山生产的安全。本文以惠州市宝山石灰石矿露天台阶爆破开采工程为对象,通过现场监测、理论计算和数值模拟对露天爆破荷载对邻近边坡的影响进行研究,主要研究内容与成果如下:(1)爆破振动现场监测与分析。根据现场实际情况,对与工作台阶上下相邻的四个台阶布置了6个测点,进行了3次不同药量的爆破振动监测试验,结果表明爆破荷载对上一台阶的影响最大,其次为上二个台阶,对下部台阶影响相对较小。用回归分析法拟合了边坡质点振动速度和主频计算公式,为减少爆破振动对边坡稳定性的不利影响,建议一次爆破炸药量控制在4000~6000kg,单段最大起爆量控制在600~800kg。(2)爆破振动对邻近台阶边坡稳定性影响的数值模拟与分析。利用ANSYS/LS-DYNA对爆破工作面的邻近台阶的爆破振动速度和爆炸压力进行了数值模拟与分析,模拟结果表明爆破振动速度和爆炸压力在上下邻近台阶出现不同步变化的趋势,上台阶的爆破振动速度大于下台阶的爆破振动速度,与现场震动监测试验结果吻合较好。上台阶所受的应力波的作用时间较下台阶长,应力波的主要能量集中耗散在上台阶。对不同类型炸药和不同微差时间的爆破进行模拟,随着炸药威力减小和微差时间延长,振动速度和爆炸压力都出现减小,当微差时间大于150ms之后,由于应力波叠加效应的减弱,将弱化爆破破岩效果。(3)露天矿台阶边坡动力稳定性研究。应用强度系数折减法对宝山石矿在静力作用下的边坡稳定性进行了模拟分析,安全系数为2.30。然后,分别计算了爆破荷载作用下的边坡岩石损伤变量和安全系数,最小边坡安全系数为1.79,边坡是稳定的。
【关键词】：露天开采 边坡稳定性 爆破振动 振动监测 数值模拟
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD235
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 研究背景12
• 1.2 爆破荷载扰动下的边坡稳定性研究现状12-17
• 1.2.1 边坡工程爆破振动特性12-13
• 1.2.2 爆破振动对台阶边坡稳定性影响的数值模拟13-15
• 1.2.3 爆破荷载作用下岩石损伤15-16
• 1.2.4 爆破荷载作用下台阶边坡稳定性分析16-17
• 1.3 研究内容17-18
• 1.4 研究技术路线18-20
• 第二章 露天矿开采爆破振动现场监测试验20-38
• 2.1 工程概况20-22
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 周边环境20-21
• 2.1.3 工程地质21
• 2.1.4 开采方案21-22
• 2.2 爆破方案设计22-25
• 2.3 爆破振动监测试验25-29
• 2.3.1 爆破震动测试方案设计25-27
• 2.3.2 测点布置27-28
• 2.3.3 爆破震动现场测试28-29
• 2.4 试验结果及分析29-30
• 2.5 爆破振动速度变化特征30-34
• 2.5.1 萨道夫斯基公式30-31
• 2.5.2 萨道夫斯基回归分析31-34
• 2.6 爆破振动频率变化特征34-36
• 2.6.1 爆破地震波频率的理论计算34-35
• 2.6.2 爆破振动频率变化回归分析35-36
• 2.7 本章小结36-38
• 第三章 爆破振动对邻近台阶边坡稳定性影响的数值分析38-58
• 3.1 概述38
• 3.2 LS-DYNA简介38-41
• 3.3 求解设置41-44
• 3.3.1 几何模型及网格划分41-42
• 3.3.2 求解参数设置42-44
• 3.4 模拟结果及分析44-56
• 3.4.1 爆炸荷载的影响45-53
• 3.4.2 微差时间的数值分析53-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 露天矿台阶边坡动力稳定性58-74
• 4.1 静力作用下的边坡稳定性分析58-62
• 4.1.1 边坡模型的建立58
• 4.1.2 边坡岩石力学参数58
• 4.1.3 强度系数折减法58-59
• 4.1.4 模拟分析59-62
• 4.2 爆破动力作用下边坡稳定性分析62-73
• 4.2.1 爆炸荷载扰动损伤模型63-68
• 4.2.2 动荷载下边坡稳定性分析68-73
• 4.3 本章小结73-74
• 第五章 结论与展望74-76
• 5.1 研究结论74
• 5.2 研究展望74-76
• 参考文献76-80
• 作者攻读学位期间的科研成果与参与项目80-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：733052