气体间隔器在司家营铁矿的应用

司家营铁矿露天矿自投产以来,台阶深孔爆破一直沿用连续装药结构,这种装药结构药柱重心偏于台阶下部,炸药能量沿炮孔轴向很不均匀,在难爆区炮孔孔口部位往往产生较多大块,在易爆区域常有过度粉碎现象,同时爆破震动一直影响着附近居民的生活。为减少爆破产生的大块率和降低爆破震动,司家营铁矿露天矿台阶深孔爆破中使用气体间隔器,采用空气间隔装药技术以达到控制爆破矿岩块度,降低炸药单耗,减轻爆破震动的目的。     

层理发育软硬层叠岩体大密集系数爆破技术研究

为了解决露天台阶传统爆破方法难以克服的诸多困难,依据黑岱沟露天煤矿岩体层理发育、软硬岩层叠置的实际条件,提出了利用空气间隔装药技术均衡炮孔内爆轰压力、毫秒延时逐孔起爆和大密集系数爆破技术方案。用三维数值模拟了双排多炮孔在爆炸荷载作用下逐孔起爆时,台阶爆破困难部位的岩体受力状态,证实了方案的可行性,并用现场试验验证了数值模拟确定的主要爆破技术参数的可用性。空气间隔装药、毫秒延时逐孔起爆和大密集系数布孔等技术的综合利用,实现了层理发育、软硬岩层叠置复杂岩性条件下,露天台阶深孔爆破爆堆松散、无根(拉)底和岩石破碎块度均匀、大块率低的良好效果,经济效益显著。     

光面爆破装药结构空气柱长度理论计算

以爆轰气体为一维等熵流动来处理,得到了光面爆破装药结构的空气柱长度。经计算分析,采用空气柱间隔装药时,装药单元最大长度取决于炸药爆炸速度、岩体的断裂速度和孔间距。对于水胶炸药,爆速为4500m/s时,下部空气柱最大长度一般是炮孔间距的2.25倍;而装药和其上部的空气柱长度之和不应大于炮孔间距的4.5倍。在工程实践中应用取得了良好的光面爆破效果,对类似工程有参考价值。     

深孔台阶爆破孔内炸药爆速的测定

论述了德兴铜矿深孔台阶爆破机械化装药炮孔内炸药爆速的测试系统和方法．通过炸药孔内爆速的测试,了解炸药的质量及装药孔不同高度炸药爆速的变化规律。确保机械化装药爆破的顺利进行．     

深孔台阶爆破孔内炸药爆速的测定

论述了德兴铜矿深孔台阶爆破机械化装药炮孔内炸药爆速的测试系统和方法．通过炸药孔内爆速的测试,了解炸药的质量及装药孔不同高度炸药爆速的变化规律。确保机械化装药爆破的顺利进行．     

水耦合强抛掷台阶爆破技术研究

径向不耦合装药可以有效降低孔壁峰值压力,从而降低粉碎区的范围,改善爆破效果,空气和水是工程中常用的两种耦合介质。基于等熵绝热膨胀理论和弹性理论,以花岗闪长岩为例,分析了空气耦合装药结构和水耦合装药结构产生的爆破荷载。理论计算结果表明：在装药直径为70 mm、炮孔直径为115 mm时,水耦合装药结构产生的准静态压力荷载和孔壁压力峰值分别是空气耦合装药结构的5.63倍、2.15倍,有利于加强岩体爆破破碎和抛掷。进一步提出了综合优化单耗分布、炮孔倾角及起爆延时参数的水耦合强抛掷台阶爆破技术,分析了水耦合强抛掷台阶爆破破岩过程。叶巴滩水电站边坡岩体开挖的工程实例证明：此技术将高陡边坡岩体台阶爆破开挖的抛掷率提高到了47.8%以上,爆后岩块平均粒径为327.3 mm,且爆破烟尘明显降低,有利于加快施工进度。     

页岩爆破最佳炮孔布置方式试验研究

为探索页岩爆破的最佳炮孔布置方式,针对页岩的层理特性,在湖北某页岩矿山开采现场设计试验进行研究。选取钻孔效率及爆破后矿岩的平均块度、大块率、块度均匀性等作为评价指标。在相同的爆破参数下,当炮孔及临空面与层理成不同角度时,采用记录钻孔耗时的方法分析比较钻孔施工的难易程度;采用数字图片块度分析软件Split-Desktop处理爆堆照片的方法分析比较爆破效果的差异。试验结果表明:页岩爆破的最佳炮孔布置方式为炮孔与层理垂直,临空面与层理平行。     

水封爆破装药结构优化数值分析及其应用

以温泉隧道为研究背景,从应力、振速变化、动态损伤以及爆后粉尘的角度对药柱上部水间隔、两端水间隔和下部水间隔三种装药结构进行模拟分析,选取最优结构用于工程施工。研究结果表明:(1)药柱底部水间隔装药结构易造成孔口围岩破碎导致爆炸气体流出,降低爆破效果;药柱上部和两端水间隔装药结构爆炸应力持续时间较长,有利于围岩破碎,其中药柱两端水间隔装药结构底部存在水介质,对孔底围岩起到保护作用;(2)采用两端水间隔装药结构能够同时降低炮孔两端围岩振速和所受应力,减少炸药能量流失,使其充分作用于围岩进行破碎,降低炸药单耗;(3)药柱上部水间隔装药结构对孔口围岩损伤最小,导致爆破后岩石块度较大;药柱底部水间隔装药结构形成的整个损伤区域最小,采用这种装药结构炸药单耗偏高;药柱两端水间隔装药结构形成的损伤区域规整,爆破后岩石块度最小;(4)三种装药结构中,下部水间隔结构爆后粉尘浓度最高,两端水间隔装药结构爆破后粉尘浓度稍高于上部水间隔装药结构,但是相差不大,而两端水间隔装药结构的爆破效果要优于上部水间隔装药。综上所述,药柱两端水间隔装药结构最优,可用于工程施工。综上所述,药柱两端水间隔装药结构最优,可用于工程施工。     

宜春钽铌矿凿岩爆破参数优化研究及应用

宜春钽铌矿原生产过程中,由于裂隙岩体大量存在以及爆破设计方法滞后,爆后矿石块度不理想,大块率、粉矿率偏高。本文分析了影响裂隙岩体爆破效果的因素,并通过数值模拟和工业试验,优化了爆破参数、装药结构和起爆网路,使大块率由原来的6%⁷%降低到1.6%,粉矿率由4%降低到2%,取得了显著的经济效益和社会效益。该项研究成果,可供类似矿山参考。     

宜春钽铌矿凿岩爆破参数优化研究及应用

宜春钽铌矿原生产过程中,由于裂隙岩体大量存在以及爆破设计方法滞后,爆后矿石块度不理想,大块率、粉矿率偏高。本文分析了影响裂隙岩体爆破效果的因素,并通过数值模拟和工业试验,优化了爆破参数、装药结构和起爆网路,使大块率由原来的6%~7%降低到1.6%,粉矿率由4%降低到2%,取得了显著的经济效益和社会效益。该项研究成果,可供类似矿山参考。     

露天矿炮孔水量水温对爆破效果影响试验研究

深凹露天矿台阶爆破时普遍存在孔壁裂隙渗水、含水炮孔内外温差大、爆堆遇水易出现大面积泥化软化的现象,炮孔水量及水温度对爆破效果的影响却又缺乏系统的试验研究。从炮孔含水量和水温度与炸药能量比例相匹配的角度出发,利用相似模拟试验探究混合片麻岩爆破特征,结合交互试验结果对比于大孤山铁矿含水台阶爆堆大块分布不规律的现状,得到孔内温度低于、等于或高于采场环境气温时填药高度与水深度比分别为0.33、略大于0.5或0.5时爆破效果更为理想,最后针对大矿混合片麻岩炮孔含水爆破提供了装药高度与水深比值参数的优化建议。     

中部空气间隔不同比例装药对炮孔孔壁受力及碎石块度的影响

为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响，以Starfield迭加法为基础，得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式。在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型，对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析。最后，进行现场爆破实验，使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析。结果表明：中部空气间隔装药爆破时，孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征，装药段孔壁受到的冲击压力达到最大，冲击波以8字型向炮孔周围传播。当空气间隔位置在装药段中点时，上、下段药柱周围岩体受力大致相等，碎石块度相对均匀。因此，垂直台阶进行露天爆破开采时，为降低大块和粉料的产生率，空气柱上、下段可进行等比例装药，倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置。     

贵州息烽磷矿巷道掘进爆破参数优化与实践

巷道掘进爆破的破碎效果取决于爆破参数的合理与否,其轮廓成形效果一定程度上也会影响着地下矿山巷道围岩稳定性。针对贵州息烽磷矿巷道掘进施工过程中因装药量过大、炮孔布置密集而产生的巷道超挖严重及爆破后的围岩破碎难题,采用了爆破破岩理论分析,并参照类似工程经验对掘进爆破的孔网参数布置和装药结构进行优化研究。通过优化掏槽方式减少6个炮孔(一阶掏槽孔2个、顶板孔2个和崩落孔顶孔2个),增大炮孔间距,并采用空气间隔器实施轴向不耦合间隔装药,使得炮孔数量减少和总炸药消耗量降低。其次,利用有限元软件LS-DYNA对优化的爆破方案进行模拟计算分析,结果表明：优化后的爆破方案巷道围岩应力峰值降低,减少了超挖,提高了围岩稳定性。最后,通过15组现场巷道掘进爆破工程实践,表明优化爆破参数后,巷道爆破掘进成型质量好,无顶板破碎、掏槽孔穿孔等现象出现,施工效率提高,施工成本降低。通过分析比较认为：适当增大炮孔间距,采用空气间隔装药爆破,相比无空气间隔爆破,能够有效减少爆破震动,保证巷道成型质量。     

轴向不耦合装药结构形式优化仿真研究

为了改变某隧道平导爆破效果差、爆炸能量利用率低的现状,采用ANSYS/LS-DYNA模拟不同轴向不耦合装药结构形式对爆破效果的影响,优化装药结构,以期达到增强爆破效果,降低粉尘量和岩石大块率的目的。合理的选择数值模拟中的材料模型和算法,是高效模拟分析轴向不耦合装药结构爆破的关键,因此采用ALE算法对孔口空气填塞不耦合,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合,孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合,孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合,孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合和孔口炮泥填塞与中、上部水介质间隔不耦合的装药结构进行数值模拟,并以爆炸应力波云图和最大拉应力来评价炸药爆破效果。数值模拟结果表明:水介质可以降低炮孔壁附近岩石的压力。装药长度1.25m时,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合装药结构较孔口空气填塞不耦合装药结构,能提高爆炸能量的利用率;孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合装药结构和孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合装药结构,爆炸能量利用率基本相同;孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合装药结构的炸药爆炸能量利用率较其余5种装药结构都大,能提高爆炸应力波对岩石的作用,使得爆炸应力波更加均匀作用于岩体,降低大块率产生。此数值模拟结果可为现场爆破方案设计与实施提供依据。     

轴向不耦合装药结构形式优化仿真研究

为了改变某隧道平导爆破效果差、爆炸能量利用率低的现状,采用ANSYS/LS-DYNA模拟不同轴向不耦合装药结构形式对爆破效果的影响,优化装药结构,以期达到增强爆破效果,降低粉尘量和岩石大块率的目的。合理的选择数值模拟中的材料模型和算法,是高效模拟分析轴向不耦合装药结构爆破的关键,因此采用ALE算法对孔口空气填塞不耦合,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合,孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合,孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合,孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合和孔口炮泥填塞与中、上部水介质间隔不耦合的装药结构进行数值模拟,并以爆炸应力波云图和最大拉应力来评价炸药爆破效果。数值模拟结果表明:水介质可以降低炮孔壁附近岩石的压力。装药长度1.25m时,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合装药结构较孔口空气填塞不耦合装药结构,能提高爆炸能量的利用率;孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合装药结构和孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合装药结构,爆炸能量利用率基本相同;孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合装药结构的炸药爆炸能量利用率较其余5种装药结构都大,能提高爆炸应力波对岩石的作用,使得爆炸应力波更加均匀作用于岩体,降低大块率产生。此数值模拟结果可为现场爆破方案设计与实施提供依据。     

水力增压爆破试验

在露天深孔爆破中,台阶上部矿岩大块较多,为改善台阶上部矿岩的破碎质量,提出了水力增压爆破技术,介绍了其作用机理、装药结构及技术要点,并进行了砂浆模型试验和现场工业试验,在水柱与填塞物之间放置超前压塞药包。试验结果表明:采用水力增压爆破可提高延米爆破量和炸药利用率,大块率降低了49.4%,爆破效果良好,该项技术对降低爆破粉尘亦具有良好效果。     

基于JKSimBlast的露天台阶爆破空气间隔装药结构优化研究

黑沟矿区露天台阶爆破采用连续装药结构,爆破后大块率高,二次破碎工作量大,严重影响矿山后续铲装作业效率。基于爆破模拟软件JKSimBlast中露天开采2DBench模块,开展露天爆破装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,保持炮孔深度17.5 m和装药长度10 m不变,以空气间隔器长度、中间间隔位置为研究对象,以大块率为评价指标,设计两因素五水平共计25组全因素组合实验。模拟结果表明空气间隔长度相同时随着间隔位置下移,爆破大块率先减小后又增大,存在一个最佳间隔位置。间隔位置相同时随间隔长度增大大块率先减小后增大,进而确定最佳间隔长度2 m与最佳间隔位置距离孔口11.5 m。最后,基于优化结构在5个不同爆破区域开展现场工业试验,选取区域3优化前后爆堆照片作为参考组,利用Split-Desktop爆破分析软件进行数据处理,得到5个区域优化前后大块率并进行比对,结果显示优化后的装药结构爆破后大块率平均降低9.24%,优化后的间隔装药结构有效改善爆破效果,为露天矿装药结构选择和优化提供有益借鉴。     

基于空气间隔优化的骨料用灰岩爆破粉矿率控制

针对某矿山爆破粉矿率偏高的问题，采用传统连续装药爆破方法易在孔壁粉碎圈附近产生粉矿，造成矿石级配不达标和资源的永久浪费。因此为改善爆破后矿石级配并提高骨料成品率，借鉴中部空气间隔装药爆破技术，依据现场工况参数，分别在0 m、1 m、1.2 m、1.5 m中部空气间隔装药条件开展爆破试验研究。首先采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟试验，建立了采用HJC本构关系的石灰岩模型，模拟该矿实际地质条件。随后获取不同间隔距离条件下岩体损伤分布特点，初步获取相对较优的空气间隔装药长度。由于ANSYS/LS-DYNA并未将爆生气体的作用考虑在内，因此为了得到更准确的实验结论，同时考虑到不宜使爆破大块率过度增加，结合项目实际情况，选用1.2 m、1.5 m中部空气间隔装药长度进行现场爆破试验，对比不同爆破试验条件下的岩块级配。试验结果表明，采用中部空气间隔装药的措施降低爆破粉矿率是有效的。采用空气间隔长度为1.5 m时，可以降低不均匀系数Cu与爆破粉矿率。技改前平均粉矿率约为15.94%,技改后4.75 mm以下的粉矿率可降低至9.37%左右，使得爆堆级配达到良好水平。     

BME型乳化炸药在棒磨山铁矿的应用

通过BME型乳化炸药在棒磨山铁矿的应用实践,阐述了BME型乳化炸药的优良特性及其应用为矿山带来的巨大经济效益。提出了使用高密度、高爆速乳化炸药时的最佳爆破方案,利用岩石破碎机理分析了连续装药爆破大块率高的原因。实践表明,采用间隔装药工艺可降低大块率和爆破成本,获得良好的爆破效果。     

露天矿山台阶深孔爆破大块成因及解决措施

露天矿台阶深孔爆破大块率高是露天矿山生产过程中普遍存在的一个问题,在白马铁矿采场西帮断层角砾岩和下盘伟晶辉长岩等部位爆破大块率高的情况尤其突出。为此,结合白马铁矿近几年爆破开采情况和地质条件,详细地阐述了大块产生的位置以及采场难爆区域的状况,分析其产生的原因。根据实际条件,从起爆网路,炮孔布置,装药结构,优化难爆部位孔网参数、创造有利爆破条件以及施工与管理等方面,总结出有效降低白马铁矿露天台阶深孔爆破大块率的具体措施和方法。