易风化破碎岩体露天高精度逐孔爆破技术研究

结合某金矿矿岩破碎易风化和遇水崩解的特点,为了更好的控制易风化破碎岩体露天采场矿体位移和降低爆破振动对边坡的影响。利用矿业软件Surpac布置矿区爆破孔、爆破软件ShotPlus进行爆破网络设计,对岩移方向、单孔起爆时间、起爆过程进行了模拟。通过ShotPlus模拟实现高精度爆破,确保爆破顺序及岩体移动方向按照预期进行,矿区现场试验结果表明,采用高精度导爆管起爆,使起爆间隔时间小于8ms的炮孔降到最少,有效降低了爆破对边坡岩体的振动破坏,取得了良好的工程效果。     

基于数值模拟和频谱分析的孔间精确延时探究

为研究不同延期时间对井下浅孔爆破的影响,利用数值模拟软件LS-DYNA对精确延时逐孔起爆的地下浅孔爆破作业方式进行研究.基于国内外的研究现状,浅孔爆破作业选用15、20、25、30、35 m s五种不同延期时间的连续不耦合装药逐孔起爆.进行现场精细延时逐孔起爆试验,通过爆破振动测试仪采集爆破振动速度,并对速度波形图进行...     

露天矿爆破最优炮孔迟发时间的选择

目的为露天矿山爆破作业确定选择炮孔毫秒起爆迟发时间的准则,在满足安全和振动条件下达到所要求的岩石爆破块度。问题爆破作业仍旧是在各类矿山、采石场、建筑和挖掘工程中破碎岩石的主要     

扇形孔爆破裂隙的数值模拟

对扇形孔爆破裂隙产生机理的认识可以为改进爆破方案提供科学依据。利用程潮铁矿中深孔落矿参数及岩石的基本力学参数,通过AUTODYN软件,应用Johnson-Holmquist(J-H)材料模型,来模拟岩石爆破产生的裂隙。通过在炮孔之间的孔底、中间和孔口位置添加高斯点来记录爆破过程中最大爆破应力变化。通过模拟结果分析,炮孔越是密集的地方爆破应力越大,爆破裂隙也越多;相邻炮孔间隔时间起爆可以大幅度提升孔底岩石的最大爆破应力;相邻炮孔间距较小时,间隔时间起爆的作用就不明显了,岩石受到的最大爆破应力主要受距离近的炮孔爆破应力波的影响。     

露天台阶爆破干扰降振作用机理及其应用

露天爆破振动是引发矿山边坡滑移和失稳的主要因素,从爆破地震波产生和传播的条件出发,推导了台阶爆破干扰降振中炮孔起爆延期时间的计算公式。以某矿山实测爆破地震波为例,通过小波变换获得地震波的能量时程关系,将能量峰值间隔时间和炮孔起爆延期时间进行对比分析,结果表明,台阶爆破干扰降振的延时计算公式具有较高的预报精度。研究结果对露天矿山的爆破设计具有指导意义。     

数码雷管露天深孔微差爆破网络数值模拟

以河北司家营露天矿场为研究对象,研究数码雷管精准延期的深孔露天微差爆破,提出可增大爆破效果、减少爆破振动危害的微差爆破网络,并利用非线性动力分析软件LS-dyna模拟4种不同方案的露天深孔微差爆破。结果表明：采用菱形布孔,孔间间隔单炮孔爆破地震波的半周期,S型串联起爆顺序的微差爆破网络,在水平距离起爆点3 m~18 m处,比原矿场爆破方案下的有效应力增大24.8%;在水平距离爆源25 m~200 m处,比原矿场爆破方案在X方向爆破振速峰值减小,即爆破振动危害减小;模拟结果对类似露天深孔爆破工程设计及实践具有一定的参考意义。     

基于DIC的露天矿山微差爆破模型试验及数值模拟

随着电子雷管在露天矿山台阶爆破中的全面使用,微差爆破技术得到进一步发展,如何通过调整孔间延时提高炮孔之间相互作用力,成为矿山爆破技术的研究重点。基于混凝土模型模拟露天矿山微差爆破,建立高速摄影技术与数字图像相关(DIC)试验系统,基于全场微应变、高速摄影技术和数值模拟对不同孔间延时条件下的炮孔间裂纹发展过程进行了研究。结果表明:爆炸载荷下模型表面裂纹附近的应变持续时间约为3 ms,孔间延时为3 ms时下一个炮孔起爆能够提高炮孔之间的相互作用力;通过数值模拟展示了测点的压力分布特征,在孔间延时为3 ms时测点压力最大,验证了模型试验的准确性;利用MATLAB对数值模拟结果分析发现,孔间延时为3 ms时其破碎程度最佳,与模型试验结果具有较好的一致性;使用高速摄影技术结合DIC方法为研究炮孔之间的相互作用力及裂纹扩展提供了新思路。     

巴润矿24m高台阶孔内微差爆破数值模拟研究

为了确定巴润矿24m高台阶孔内微差爆破合理起爆点位置组合,在采用常规高台阶爆破参数的条件下,依据毫秒微差爆破机理,利用非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对孔内微差爆破不同起爆点的起爆时间顺序组合进行了数值模拟对比,分析得出高台阶炮孔孔内微差起爆应力场规律及孔内微差起爆顺序的组合为下部低端先起爆,上部顶端延期间隔起爆效果最佳。     

爆破微差时间对顶柱回采效果的影响研究

针对盘龙铅锌矿顶柱回采过程中面临的各种复杂的技术条件,开展了爆破微差时间的研究。运用LS-DYNA数值模拟软件对炮孔起爆延时时间进行数值模拟,通过有效应力分析法与关键节点振动速度分析法分析判定各模型的爆破效果及不同时间间隔时爆破震动的特点。模拟研究得出:当起爆间隔时间在20～30 ms时,微差爆破的降振效果最好,能较好地改善边帮孔爆破效果。并在试验采场进行生产试验,取得了较好的爆破效果。     

露采中深孔爆破震动监测及控制技术研究

露天采矿中深孔爆破震动是严重影响矿山周边建筑设施和居民正常生活的重要有害因素。根据某铜矿露天采场中深孔爆破实测数据,分析了爆破振动速度与最大段药量、爆心距之间的关系,结合爆破震动频率,提出了爆破参数优化方案。将炮孔内起爆顺序改为孔上部药包先起爆,各段间的起爆标准时间间隔提高到110~140ms,从而改善下部药包起爆时的自由面状态,避免相邻段间地震波在主震上相叠加,实践证明显著减小了矿山中深孔爆破的影响范围,为解决矿山与周边村民的矛盾提供了新的思路。     

基于物联网的露天矿智能爆破系统设计研究

以矿山物联网、矿山智能化和采矿自动化、无人化的发展趋势为背景,以实现露天矿爆破的智能化为方向,以解决目前露天矿爆破在管理、安全和信息处理方面存在的问题为目的,以现代通信技术、自动化技术和软硬件技术为基础,重点研究了露天矿智能爆破的总体架构、核心内容、关键技术等。设计的主要内容：①露天矿用钻机的自动钻进与行走流程、钻孔精确定位与导航、穿孔数据记录、易损件和消耗件信息记录等功能;②适用于露天矿爆破工程的通信网络与数据库;③露天矿监控与爆破设计软件。该系统在实践中得到了良好应用。     

露天矿爆破设计三维可视化系统

为提供一种科学化、规范化的露天矿爆破设计三维可视化技术和方法,对露天矿爆破计算机辅助设计技术和爆破机理进行了深入研究。以AutoCAD为开发平台,采用Visual Studio 2008中的visual C++环境,结合AutoCAD的二次开发工具ObjectARX对三维地质模型软件SMCAD进行了再次开发,研究出露天矿爆破设计三维可视化系统应用软件。通过在神宝能源公司一号露天煤矿的应用表明,该软件不仅可以通过多次演示,优化出最佳起爆顺序和爆堆形状,而且具有较强的适应性和扩展性,极大地提高了露天矿企业的爆破管理水平和设计效率,减轻设计人员的劳动强度,为爆破设计方案的有效决策及露天矿台阶爆破三维可视化设计的科学化、规范化提供了依据。     

SURPAC境界优化功能在露天矿山的应用

露天矿山的开采境界设计对矿山的盈利水平和生产能力有十分重要的影响。以辽宁省某露天铁矿采矿设计为例,介绍了SURPAC三维设计软件对露天矿山终了境界进行优化设计的全过程。通过建立地质数据库、表面模型、终了模型和矿体模型,并将其作为新建块体模型的约束条件,通过SURPAC实现矿山设计的立体呈现,并经运算得出露天境界内分水平矿岩量。分析采用SURPAC软件境界优化前后经济指标的变化情况,为矿山企业生产决策工作提供参考,对露天矿山的境界优化设计有一定的借鉴意义。     

工程扰动下矿山高陡边坡力学响应规律研究

露天矿山中存在大量的高陡边坡与凹陷露天深坑,受区域环境影响,开采过程中各种生产扰动可能会造成滑坡、滚石等现象,威胁生产安全。基于高陡边坡稳定性分析相关理论,综合考虑工程区域地质条件,建立了边坡稳定性分析的数值模型。采用显式—隐式结合的计算方法,通过LS-DYNA软件对露天矿山高陡边坡爆破布置方案进行模拟,实现了计算结果的唯一可解性、无条件稳定性和收敛性。从时变角度对静力场应力迁移与动力扰动的共同作用进行了研究,针对扰动影响开展了动静耦合力学响应规律分析。研究表明：①上覆岩层剥离后边坡体坡面及台阶位置产生卸荷力学行为,坡顶位置振动速度较大,生产中坡顶易发生碎石滚落,需重点防范;②在工程爆破中,炸药量越大,塑性范围随之呈正比增长关系。爆心距较大的单元变形受地应力作用影响明显,爆破动力仅提供初始扰动作用。③根据不同药量爆破动力强度的分析,为了减震降灾,应当尽可能维持最优药量爆破,或者采用预裂爆破形式,削弱爆破振动对周边环境的影响。通过完成矿山高陡边坡稳定性优化研究,实现了动静荷载还原的边坡稳定性时程分析,可为露天矿山开采扰动影响的预测预警提供参考。     

超硬岩露天深孔台阶爆破参数优化研究

为解决在新疆金宝铁矿露天深孔台阶爆破过程中存在的大块率高、留有根底等影响铲装效率与后续生产的问题,通过现场调查统计与分析,摸清大块产出部位,剖析大块产出与出现根底的原因,并提出相应对策。基于矿岩物理力学性质与矿山现有条件,提出针对超硬岩露天深孔台阶爆破的小孔排距爆破方案,对孔网参数及起爆网路进行了优化提升,采用115 mm孔径,孔排距3.5 m×3.0 m、堵塞长度2.5 ~ 3.0 m,孔间毫秒延期时间为11、13、18 ms,排间毫秒延期时间为21、29、37 ms。工程实践表明,小孔排距深孔台阶爆破适用于铁矿石等超硬岩的深孔台阶爆破,相比原爆破方案大块率降低约8.7%,爆后无根底,大大提高了露天矿山采剥效率,很好地满足了生产要求。爆破振动速度降幅约为28.1%,减少了对边坡岩体的扰动和破坏。小孔排距深孔台阶爆破在超硬岩露天矿山矿岩采剥中体现了良好的适用性,能够有效减少大块和消除台阶根底,可为露天矿山超硬岩深孔台阶爆破提供借鉴与参考。     

DIMINE软件在露天矿山采空区处理中的应用分析

为了消除大宝山露天矿山661采空区对采场安全生产的严重威胁,采用了三维激光扫描仪获取采空区的点云数据,再结合DIMINE软件快速地生成采空区的实体模型,并得到了采空区的跨度及面积等参数,为确定合理的爆破方案提供了支持。利用DIMINE软件的露天矿山爆破设计模块,进行了采空区爆破的装药及连网等智能化设计,并验证了方案的可行性,有助于实现采空区快速安全施工。将爆破方案进行了现场试验,成功处理了采空区的安全威胁,提高了工作效率及施工精准性。     

基于TIN的露天矿区地形精细模型构建研究

准确构建露天矿区三维地形模型，客观反映露天矿在开采过程中的地形动态变化特征，对于提高露天矿生产管理效率和信息化水平具有重要意义。根据露天矿地形特点，提出了以凸壳算法为基础的建模方法。该方法中，以空间特征为约束条件构建三维地形精细模型。以三维地形精细模型为基准，针对地理信息软件ArcGIS中三维体积计算的局限性，提出了一种土方量计算的改进算法。以宝日希勒露天矿为例，结合矿区地形碎部点测绘数据，进行了三维地形精细模型构建。研究表明：该建模方法提升了三维地形模型的构建效率，同时以边为着眼点对三维地形模型进行优化，提高了模型的几何精度。通过对比分析不同时期露天矿三维地形模型的体积变化和形状变化情况，可为露天矿开采动态量化评估提供可靠依据。     

基于锥体排除法的露天矿最终境界优化

我国经济进入新常态,钢铁冶金业大力淘汰过剩产能,加之世界铁矿市场疲软,铁矿价格持续低迷,矿山企业面临降低成本的巨大压力。对于露天矿山,提高帮坡角是充分回收资源、降低生产成本、增加矿山效益的重要手段。鉴于此,通过Opmetalminer软件建立矿床数值模型,按0.5°步长优化得到不同上盘帮坡角所对应的境界内矿岩量、总盈利、开采范围和开采深度的变化情况,通过对比分析给南芬露天矿降低生产成本提供决策。研究表明:随着帮坡角度数的提高,与基准境界相比,采出矿石量有所增加,剥离岩石量有增加有减少,总盈利增加,开采范围和开采深度在不同区域变化趋势相反。     

白马铁矿及及坪采场达产创效方案研究及实践

针对白马铁矿及及坪采场近年来不能稳定达产达效的实际情况,寻求使采场快速达产、生产成本可控的技术方案。基于矿体的赋存特征,利用3Dmine软件建立三维可视地质模型,并在三维地质模型基础上利用L-G法优化开采境界。在剥采比与产能双层指标控制下,对采场按设计正常采矿的产能方案、采场境界内缩均衡剥采比的产能方案以及采场分期分区开采产能方案进行比选,得出了采场分期分区开采产能方案可满足要求。针对此方案进行了应用实践,实践表明自2012年起,白马铁矿在及及坪采场采剥能力大幅提高、超过设计能力,矿石及采剥成本大幅下降,降幅达38%。分期分区开采可增加矿石产能、均衡剥采比,能够促使矿山早日达产达效,为类似矿山提供了借鉴经验。     

江西宜春钽铌矿数字化智能矿山建设与成果

矿山数字化转型是行业大势所趋，也是矿山企业发展的目标和必由之路。分析了当前数字化转型的背景和国内外矿山企业发展现状，介绍了宜春钽铌矿有限公司数字化转型的成功经验，以“矿石流”为主线，从通信网络建设、数据中心建设、资源储量建模、生产调度、装备升级改造、生产过程控制、信息化管理软件等多方面数字化建设实践出发，总结建设思路、建设目标、建设实效和存在的问题，提出可行性建议，为同行业露天矿山数字化建设提供借鉴。