VCR掏槽+侧崩成井机理及应用研究
发布时间：2023-04-28 18:26
近年来,随着经济的快速发展,各大矿山在提产能、降成本上寻求新的突破。传统的成井技术被淘汰,深孔爆破成井技术(平行空孔掏槽及群孔球状药包爆破成井)应运而生,但是受地质条件、凿岩设备等的影响,在实际施工中仍存在问题。本文以“马坑铁矿大直径深孔采场切割天井”为研究背景,通过现场实地调研、爆破理论分析、爆破漏斗试验、数值仿真及现场爆破试验等研究方式,系统的研究了两大技术:(1)纯VCR掏槽爆破技术解决天井掏槽,(2)侧向崩落技术解决天井成型。开展的工作及具体成果如下:(1)对矿区地质概况及当前爆破成井存在的效率低、单耗高等问题进行深入调研,较为全面的总结了影响爆破成井效率的因素,为后续研究思路的凝练奠定基础。(2)基于利文斯顿爆破漏斗理论,设计并开展100mm孔径的爆破漏斗实验,将矿业软件3dmine应用于数据处理中,分析数据得到2.1kg球状药包最佳药包埋深1.26m,最佳比例埋深0.98kg/m3;基于此,理论计算确定天井球状药包爆破参数。(3)根据爆轰理论、岩石爆破理论和应力波衰减规律推导计算了炮孔直径为150mm,装药直径为150mm的耦合球状药包在岩体中爆炸形成...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 平行空孔掏槽爆破成井研究现状
1.2.2 VCR掏槽爆破成井研究现状
1.2.3 一次爆破成井研究现状
1.3 主要研究内容及技术路线
第二章 试验地区地质条件及现行爆破成井方案调研
2.1 引言
2.2 工程地质概况及岩石力学参数
2.2.1 主要地层
2.2.2 断层
2.2.3 穿脉地质现状
2.2.4 矿岩稳固性
2.3 现行爆破成井方案现场调研
2.3.1 现行爆破成井方案
2.3.2 现行爆破成井方案施工中存在的问题
2.3.3 解决思路
2.4 本章小结
第三章 爆破漏斗试验研究
3.1 前言
3.2 利文斯顿爆破漏斗理论
3.2.1 爆破漏斗理论
3.2.2 深孔参数转换关系
3.2.3 爆破漏斗试验炮孔直径的确定
3.3 现场爆破漏斗实验
3.3.1 实验地点及炮孔布置
3.3.2 装药、堵塞和起爆
3.3.3 爆破漏斗体积与半径测量
3.3.4 数据处理及分析
3.4 本章小结
第四章 VCR掏槽+侧崩成井机理及参数设计
4.1 概述
4.2 爆破破岩机理
4.2.1 VCR掏槽爆破破岩机理
4.2.2 侧向崩落破岩机理
4.3 爆破参数理论分析
4.3.1 基于Mises准则判定岩石破坏
4.3.2 压碎区及裂隙区范围的计算
4.3.3 VCR掏槽孔的布置
4.3.4 VCR掏槽装药量的确定
4.3.5 分层高度
4.3.6 微差时间的确定
4.4 本章小结
第五章 VCR掏槽数值模拟研究
5.1 前言
5.2 数值仿真
5.2.1 数值仿真过程介绍
5.2.2 算法选择
5.2.3 单元类型
5.2.4 无反射边界条件
5.3 材料模型的选取
5.3.1 岩体力学模型
5.3.2 炸药爆破模型材料及状态方程
5.3.3 空气材料模型及状态方程
5.3.4 堵塞物模型材料
5.4 球状药包掏槽数值模拟
5.4.1 天井掏槽方案及数值模型的建立
5.4.2 一字型掏槽数值模拟
5.4.3 三角形掏槽数值模拟
5.4.4 菱形掏槽数值模拟
5.5 本章小结
第六章 VCR掏槽+侧崩成井方案现场试验研究
6.1 引言
6.2 工程背景
6.2.1 试验场地工程地质概况
6.3 钻孔偏斜分析及控制
6.3.1 深孔凿岩偏斜机理及钻杆力学模型分析
6.3.2 垂直凿岩钻杆力学模型分析
6.4 VCR掏槽+侧向崩落成井方案试验
6.4.1 成井位置
6.4.2 天井炮孔布置方案
6.4.3 爆破器材
6.4.4 第一次爆破成井试验
6.4.5 第二次爆破成井试验
6.4.6 第三次爆破成井试验
6.5 技术经济比较
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3804234
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 平行空孔掏槽爆破成井研究现状
1.2.2 VCR掏槽爆破成井研究现状
1.2.3 一次爆破成井研究现状
1.3 主要研究内容及技术路线
第二章 试验地区地质条件及现行爆破成井方案调研
2.1 引言
2.2 工程地质概况及岩石力学参数
2.2.1 主要地层
2.2.2 断层
2.2.3 穿脉地质现状
2.2.4 矿岩稳固性
2.3 现行爆破成井方案现场调研
2.3.1 现行爆破成井方案
2.3.2 现行爆破成井方案施工中存在的问题
2.3.3 解决思路
2.4 本章小结
第三章 爆破漏斗试验研究
3.1 前言
3.2 利文斯顿爆破漏斗理论
3.2.1 爆破漏斗理论
3.2.2 深孔参数转换关系
3.2.3 爆破漏斗试验炮孔直径的确定
3.3 现场爆破漏斗实验
3.3.1 实验地点及炮孔布置
3.3.2 装药、堵塞和起爆
3.3.3 爆破漏斗体积与半径测量
3.3.4 数据处理及分析
3.4 本章小结
第四章 VCR掏槽+侧崩成井机理及参数设计
4.1 概述
4.2 爆破破岩机理
4.2.1 VCR掏槽爆破破岩机理
4.2.2 侧向崩落破岩机理
4.3 爆破参数理论分析
4.3.1 基于Mises准则判定岩石破坏
4.3.2 压碎区及裂隙区范围的计算
4.3.3 VCR掏槽孔的布置
4.3.4 VCR掏槽装药量的确定
4.3.5 分层高度
4.3.6 微差时间的确定
4.4 本章小结
第五章 VCR掏槽数值模拟研究
5.1 前言
5.2 数值仿真
5.2.1 数值仿真过程介绍
5.2.2 算法选择
5.2.3 单元类型
5.2.4 无反射边界条件
5.3 材料模型的选取
5.3.1 岩体力学模型
5.3.2 炸药爆破模型材料及状态方程
5.3.3 空气材料模型及状态方程
5.3.4 堵塞物模型材料
5.4 球状药包掏槽数值模拟
5.4.1 天井掏槽方案及数值模型的建立
5.4.2 一字型掏槽数值模拟
5.4.3 三角形掏槽数值模拟
5.4.4 菱形掏槽数值模拟
5.5 本章小结
第六章 VCR掏槽+侧崩成井方案现场试验研究
6.1 引言
6.2 工程背景
6.2.1 试验场地工程地质概况
6.3 钻孔偏斜分析及控制
6.3.1 深孔凿岩偏斜机理及钻杆力学模型分析
6.3.2 垂直凿岩钻杆力学模型分析
6.4 VCR掏槽+侧向崩落成井方案试验
6.4.1 成井位置
6.4.2 天井炮孔布置方案
6.4.3 爆破器材
6.4.4 第一次爆破成井试验
6.4.5 第二次爆破成井试验
6.4.6 第三次爆破成井试验
6.5 技术经济比较
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 总结
7.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
本文编号：3804234
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