铜绿山矿中深孔掏槽爆破参数优化研究

以铜绿山矿井下分段凿岩嗣后充填采场的掏槽爆破为工程背景,采用ANSYS/LS-DYNA对不同掏槽孔布置方案进行了模拟爆破,通过分析对比不同方案的掏槽爆破效果,得出最优孔径组合为炮孔直径76 mm、空孔直径89 mm,并根据分析结果在铜绿山进行了现场爆破试验,试验结果表明,掏槽区域采用76 mm直径炮孔、89 mm直径空孔的孔径组合能够达到良好的掏槽爆破效果。     

地下矿山顶底柱矿体回采掏槽方式优化研究

对九孔掏槽和中心单空孔掏槽2种掏槽方式进行了数值模拟分析。由爆破损伤云图可知,当爆高3.5~5.5 m时,2种掏槽方式均表现出良好的掏槽效果; 对比顶板充填体质点振动速度后发现,中心单空孔掏槽方式可以更好地控制爆破振动。综合考虑掏槽效果、振动控制和凿岩效率,回采低高度顶底柱时应选用九孔掏槽布孔形式,回采较高高度顶底柱时应选用中心单空孔掏槽方式。矿山工程实践达到了预期的爆破目标。     

边帮控制爆破裂纹扩展模拟及参数优化

在大直径深孔边帮控制爆破过程中,为降低爆破后冲破坏作用、提高边帮控制效果以及破岩效果,在采用逐孔延时起爆的前提下,需要选取合理的爆破参数。采用ANSYS/LS-DYNA对不同径向不耦合系数的单孔爆破方案进行数值模拟研究,其中炮孔直径为165 mm,抵抗线为2.0 m,通过统计分析裂纹体积发现,不耦合系数为1.65时爆破效果最好,保护区爆生裂纹体积少(0.017 m~3),开挖区爆生裂纹体积较多(0.085 m~3),炸药破岩(开挖区)的能量利用率最高。基于1.65的径向不耦合系数,对不同边孔间距的双孔爆破方案进行模拟分析,综合考虑原自由面、先爆孔提供的新自由面以及后爆孔破损等因素,从边帮控制效果、开挖区破岩效果的角度对不同方案进行探究分析,发现边孔间距为2.0 m、2.5 m时,孔间能够形成良好的贯穿裂隙且破岩效果好。结合数值模拟分析结果在现场做了部分试验,得出不耦合系数为1.65、边孔间距为2.0 m时边帮平整且爆后临空面炮孔完整性好。     

铜绿山矿新型胶结充填材料工业化试验研究

随着铜绿山矿采矿强度的提高,井下采场回采时间相应缩短,导致水泥尾砂胶结充填技术存在的强度不达标、养护时间长等问题越来越突出,越来越难以满足生产进度要求。胶凝材料是提高充填质量的重要因素,为解决水泥胶结充填与高强度生产之间的矛盾,开展了新型胶结充填材料工业化试验研究,通过对比分析普通水泥充填料和新型尾砂胶固料井下全胶结充填体各期试样(3, 7, 28 d)的强度,表明在相同成本条件下,华重新型尾砂胶固料充填体相比原有水泥充填体在强度、性能等方面均有较大优势,能够满足铜绿山矿井下采场充填技术标准要求。