某露天矿爆破参数优化及块度预测

分析某露天矿大块及粉矿产生的原因,为降低该矿大块率及粉矿率,通过图像处理技术与现场筛分试验对比,证明应用图像处理技术评价爆破块度的可行性。依托该技术,进行爆破参数优化,在孔网参数优化方面,根据增大孔网密集系数原理提出矩形孔和正方形孔试验方案,通过图像处理技术对爆后岩块块度分析预测,确定采用正方形布孔斜线起爆,孔距5.1 m,排距5.1m为最佳。     

基于爆破漏斗试验的中深孔凿岩爆破参数研究

根据C.W.Livingston爆破漏斗理论在李楼铁矿采场进行了单孔系列爆破漏斗试验。通过试验测得爆破漏斗体积、爆破半径与药包埋深,并采用Matlab软件对试验数据进行回归分析,计算出爆破漏斗装药最佳埋置位置。通过多孔同段爆破漏斗试验,确定了炮孔的最佳孔底距和炸药单耗。根据斜面台阶爆破试验确定了爆破的炮孔排距。试验研究结果表明,在目前炸药与矿岩匹配条件下,采场中深孔凿岩爆破推荐参数为:Φ65 mm炮孔,排距1.4~1.6m,最大孔底距2.3~2.5m;Φ80mm炮孔,排距1.6~1.8m,最大孔底距2.7~2.9m;炸药单耗q值为0.45~0.49kg/t。     

急倾斜厚大矿体中深孔爆破参数优化研究

为提高矿山钻爆效率,降低生产成本,某矿山利用正交试验优化中深孔爆破参数。根据试验数据,对大块产出率、爆破直接成本以及每米炮孔崩矿量进行了量化分析。分析结果表明,影响中深孔回采爆破效果的主要因素为孔底距,其次为排距,而崩矿步距的影响最小。结合崩矿块度、边帮破坏情况等评判因素,可以确定该矿山中深孔爆破的最佳排距B=1.5 m,孔底距A=2.2 m,爆破最佳炸药单耗在0.32 kg/t左右,最佳崩矿步距为两排炮孔。引入多元二次非线性回归和非线性规划对试验结果进行验证,所得结论基本相符。该方法能帮助矿山降本增效,对矿山的安全生产具有一定的积极作用。     

基于爆破漏斗试验的中深孔爆破参数优化研究

某铜矿采用分段空场中深孔爆破落矿,为了提高爆破质量,基于利文斯顿爆破漏斗理论开展了单孔系列、变孔距多孔同段爆破漏斗试验,并以试验结果为基础设计了中深孔爆破工业试验,最终确定了有利于降低炸药单耗、改善爆破效果的合理爆破参数。爆破漏斗试验得到的药包临界埋深为0.964 m,最佳埋深为0.470 m,最佳爆破漏斗半径为0.429 m,孔间距与最佳漏斗半径的最优比值为1.64;优化后的中深孔爆破孔底距为2.6～2.8 m、排距为2 m;中深孔爆破工业试验过程中,将部分炮孔排距增加到2.2 m,大块率并未提高,爆破效果良好,实际炸药单耗从0.47 kg/t降低到0.39 kg/t。     

大直径深孔爆破参数优化研究

针对地下大直径深孔爆破存在的块度不均、超采超爆、边帮控制不佳等问题,在影响爆破效果的主要因素进行理论分析的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA软件对大直径深部爆破孔网参数和边界孔装药结构进行模拟研究,确定了不同孔径下最佳的孔网参数和边界孔装药结构。将爆破参数优化结果应用于凡口铅锌矿井下大直径深孔爆破现场,取得了良好的爆破效果,研究结果为类似矿山大直径深孔爆破参数优化提供理论依据和和技术参考。     

大孔距、小抵抗线爆破技术的研究与应用

用沙坝矿由于爆破参数不合理,导致矿石爆破后块度不均匀,大块较多,严重影响皮带运输系统出矿效率。对大孔距、小抵抗线爆破技术理论进行了分析,确定了合理爆破的孔网参数,爆破能得到了充分的利用,降低了大块率,取得了较好的爆破效果。     

大孔距、小抵抗线爆破技术的研究与应用

用沙坝矿由于爆破参数不合理,导致矿石爆破后块度不均匀,大块较多,严重影响皮带运输系统出矿效率。对大孔距、小抵抗线爆破技术理论进行了分析,确定了合理爆破的孔网参数,爆破能得到了充分的利用,降低了大块率,取得了较好的爆破效果。     

基于BP神经网络的沉积岩型矿山爆破开采成本的预测与控制模型

为改善新疆某铅锌矿采用无底柱分段崩落法开采的爆破效果及降低爆破开采成本,本文从该矿区特殊的地质条件和现有的开采技术水平出发,利用人工神经网络建立爆破过程中采矿成本的预测与控制模型,对单位炸药消耗量、扇形深孔排距、孔底距、崩矿步距等爆破参数进行优化试验。试验与模型预测结果表明：炸药单耗为0.85 Kg/m3、排距为1.75m、孔底距为2.1m、崩矿步距为5.25m时能够取得最佳效益;利用BP神经网络对采矿成本的预测与控制模型的方法,可准确地对爆破参数进行优化,为爆破开采参数优化设计提供新思路。     

基于安全经济评价体系的爆破参数优化

为了在安全经济的基础上确定某矿采场爆破孔网参数,在E203采场进行了爆破现场正交试验,利用神经网络模型对试验结果进行预测,在综合考虑爆破经济成本、爆破安全性及爆破效果的情况下,最终获取最优爆破参数为:排距0.9m,孔间距1.3m,周边孔距0.6m。经过现场验证,试验炸药单耗0.293kg·t-1,大块率为4.52%,与预测值的误差均小于5%。     

紫金山金铜矿露天采场爆破参数优化

为降低紫金山金铜矿铜矿区域爆堆中直径800 mm及以上的大块率,同时提高小块度矿岩占比,在铜矿区域减小爆破孔网参数,提高炸药单耗,在渣区域增大孔网,降低炸药单耗,以此在平衡炸药总用量的前提下,改善铜矿区域爆破效果。通过摄像法原理,铜矿区域按一定尺度拍摄试验爆破铲装截面,并运用Powersieve软件统计爆堆大块率,对比各爆破试验参数;渣区域由于无经济价值,采用经验公式确定参数后进行现场试验,通过爆破效果对比以确定合理参数。试验结果表明,铜矿区域孔排距为5.5 m×4.5 m,单耗为0.55 kg/m~3,大块率控制较好;渣区域孔排距为7m×6 m,单耗为0.32~0.33 kg/m~3,大块率符合生产需求,达到预期结果。     

某锡矿地下采场爆破参数优化研究

云南省某锡矿由于爆破参数不合理,导致炸药单耗过高,并且大块较多,在一定程度上对矿山的经济效益造成影响。为通过优化爆破参数,改变此现状,基于利文斯顿爆破漏斗原理,在该矿1660中段某采场按照不耦合装药的形式,进行单孔爆破漏斗试验、变孔距爆破漏斗试验、斜面台阶爆破漏斗试验。得到该种锡矿的最佳炸药单耗爆破漏斗最大体积、最佳爆破漏斗半径、最小抵抗线和最佳孔间距。基于爆破漏斗理论对采场爆破参数进行优化,最终得出采场的合理爆破参数、孔间距和排距。按照此参数在该矿山进行应用,取得了良好的效果。     

露天含水炮孔台阶爆破数值模拟与分析

为了改善晋宁磷矿因孔内积水而导致爆破效果不理想的情况,在单孔药量与药包埋深不变的情况下,只改变孔间距和排间距,利用LS-DYNA建立了孔间距为5、6、7 m,排间距为3 m和4 m的6组计算模型,并通过LS-Prepost进行分析。结果表明:改变台阶爆破的孔间距与排间距均改变了爆炸应力波的叠加效果,孔间距、排间距的大小存在临界值,低于临界值时选取单元有效应力值增幅较小,综合考虑单元最大有效应力,建议采用孔间距为600 cm、排间距为400 cm的孔网参数。将数值模拟所得孔网参数应用于现场爆破工程,统计分析发现大块率较改进前下降20.6%,爆堆松散程度良好,块度适中,炸药单耗由原先的0.33 kg/m³下降至0.25 kg/m³。     

地下矿山直眼掏槽爆破参数优化研究

针对凡口铅锌矿目前直眼掏槽钻孔数量多、凿岩效率低等问题,开展了直眼掏槽爆破参数优化研究。通过理论计算,确定了钻孔孔径以及装药孔与空孔间距的范围。运用LS-DYNA数值模拟软件对理论计算取值范围内不同孔径、装药孔与空孔间距等参数进行模拟研究,对各模拟方案下应力分布状态及关键单元的应力值进行分析。结果表明,空孔具有导向及应力集中作用,在装药孔及空孔孔径相同条件下,当孔径为0.051 m和0.058 m时,孔间距均应取0.30 m; 当孔径为0.064 m时,孔间距应取0.35 m。工程应用结果表明,这3种爆破参数方案均能达到预期爆破效果,综合爆破后矿石块度及凿岩效率,最终确定掏槽爆破参数为:孔径0.051 m,装药孔与空孔间距0.30 m。     

基于SPH露天台阶爆破优化研究

针对露天深孔台阶爆破容易出现块度不均匀、大块率高等问题,运用经验公式法对台阶爆破参数进行计算并确定爆破方案,建立基于光滑粒子流体动力学(SPH)的台阶数值模型,对深孔台阶爆破孔排距共同作用下的岩体损伤情况及孔间应力大小进行研究。研究结果表明:孔排距会影响炮孔间的应力叠加作用,模拟过程中SPH粒子能良好地模拟出爆破过程中岩石运动状态和岩石损伤范围,当孔间距为8.5m、排间距为5.0m,爆破效果最佳。将模拟结果应用于现场试验,大块率较优化前降低了10.3%,块度平均合格率提高了5.2%,现场试验与模拟结果最优爆破方案效果高度一致,说明利用SPH的数值模拟方法研究台阶爆破是合理可行的。研究结果可为相关台阶爆破孔排距选择提供依据和参考。     

棉花坑矿井采场爆破工艺优化研究

棉花坑矿在采矿爆破过程中存在爆破效果差、劳动强度大、材料成本高等问题。从采场的地质岩石构造、炮孔倾角、布孔方式、孔间距、排间距、爆破网络等方面进行了采场爆破工艺可行性分析和试验优化,确定了适合12-2采场的爆破参数及爆破网络,为-150 m以下采场相似矿体爆破提供了技术支持。     

杏山铁矿中深孔爆破参数优化与高效改进措施

杏山铁矿为地采矿山,较高的爆破大块率,一直影响生产效率。本文结合杏山铁矿生产实际和地质条件,对布孔方式、填塞长度、起爆方式等方面在爆破落矿过程中大块产生原因进行了分析。研究结果表明：对地质条件和矿岩结构准确的分析对爆破参数的选择非常重要。三角形布孔方式、不小于400 mm的炮孔填塞和小抵抗线大孔距的参数优化能有效的降低大块率。依据现场实测将排距定为1.9 m,边孔角为57°,崩矿步距为3.8 m,采场平均大块率降低了40%,在现场实践中取得了良好的效果,解决了杏山铁矿在工程实践中大块率居高不下的难题。     

预裂爆破中最佳空孔间距的选择

预留空孔是预裂爆破的常用方法,空孔间距的选择关系到爆破效果的好坏.从理论上研究了空孔的应力集中效应,得出了在空孔壁上时只有炮孔连线方向才有应力出现.分析了空孔间距与爆破参数选取的关系,基于爆炸力学和弹性力学知识从理论上推导出了最适宜的空孔间距.通过具体的算例得出了采用预留空孔爆破时2装药孔之间的间距为868.6mm,没有预留空孔时2炮孔之间的距离为543.4mm,因此预留空孔能够明显提高炸药的能量利用率.     

煤矿岩巷爆破掘进炮孔密度优化研究

岩巷掘进工作面的炮孔密度(全断面炮孔数与断面面积之比)很大程度上影响了凿岩工作量和爆破效果,为了实现岩巷的快速掘进,需要对岩巷爆破的掏槽结构和其他爆破参数进行优化,在保证爆破循环进尺和巷道周边成型质量的基础上减少全断面炮孔数目,降低炮孔密度。根据在岩巷爆破掘进现场收集的资料,建立岩巷掘进爆破参数数据库,其中包含施工时间、矿区位置、掏槽方式、岩石普氏系数、掘进断面面积、全断面炮孔数目、炮孔深度、炸药单耗和炮孔利用率9个特征参数。通过对关键参数下的炮孔数目与断面面积进行线性拟合,得出关键参数在不同区间的炮孔密度变化规律,研究表明:大部分工程的炮孔密度约为5个/m²;炮孔密度与各参数具有一定相关性。其中,中深孔爆破的炮孔密度拟合值大于浅孔爆破;炸药单耗增大时,炮孔密度明显降低;炮孔利用率增大时,炮孔密度出现增大趋势;硬岩巷道的炮孔密度显著大于软岩;斜孔掏槽形式下的炮孔密度大于直孔掏槽的炮孔密度。炮孔密度较大是由于受到岩石破碎机理影响与爆破技术的限制,从而提出改进爆破技术,即采用二阶二段掏槽技术和周边孔切缝药包定向断裂控制技术。通过现场试验,发现同时采用二阶二段掏槽和周边孔切缝药包定向断裂控制技术既能够大幅降低炮孔密度,由5个/m²降到4个/m²,还可以保证爆破效果。研究对提高我国煤矿岩巷的快速掘进水平具有参考价值。     

聚能光面爆破光爆层参数优化研究

结合聚能爆破对光面爆破光爆层参数进行优化分析，分析了聚能爆破初始裂纹的形成机理，提出了采用双孔聚能方向裂纹贯通时和非聚能方向主裂纹与反射拉伸波引起的拉伸裂纹贯通时的时差作爆破效果评价标准，结合裂纹最终扩展效果进行分析，并将研究结果应用于实际工程中。研究表明：仅从裂纹贯通时差的角度分析，在一定范围内光爆层厚度越小，炮孔间距越大，效果越佳；在相同炮孔间距下，随着光爆层厚度的增加，光爆层的裂纹密度逐渐减小，为保证炮孔间裂纹的有效贯通及有效控制破碎块度大小，炮孔间距不宜大于700 mm、光爆层厚度不宜小于500 mm且不宜大于700 mm；当药型罩为PVC的椭圆双极线性聚能药包装药结构，炮孔直径为42 mm时，聚能光爆层最优爆破方案为“炮孔间距为700 mm，光爆层厚度为600 mm”。研究结果为类似工程光面爆破周边眼参数的设计提供参考。     

基于离散元方法的急倾斜极薄矿脉机械化开采爆破参数仿真优化

急倾斜极薄矿脉留矿法开采爆破空间规整平齐是实现小型采矿机器人高效通行和稳定作业的关键因素。为了提高狭小空间爆破光面控制效果,采用离散元方法和黏结颗粒模型耦合仿真方法,开展了不同炮孔参数条件下急倾斜极薄矿脉爆破模拟,以爆破空间轮廓规整性系数为评价指标,对急倾斜极薄矿脉炮孔布置方式和参数进行了优化。研究结果表明：同等排距和孔距条件下,矩形方式布孔的爆破规整性系数最高,矩形+间隔空孔布孔方式爆破规整性系数次之,之字形炮孔布置方式爆破效果最差;结合爆破经济性指标和采场断面规整性系数综合考虑,对于急倾斜极薄矿脉机械化开采,推荐采用矩形+间隔空孔装药的爆破方式,炮孔排距0.4 m,孔距0.8 m。