The potential for cast blasting in Canadian surface mines

ABSTRACT

The use of explosives to cast overburden has increased rapidly during the 1980' S. Several coal mines and quarries worldwide utilize blast casting to mine higher strip ratio pits or to improve the economics of mining existing pits. It is visualized that blast casting methods have the potential for successful application to some Canadian coal mines. This paper reviews the existing global technology in this field and identifies the situations where its use in Canadian mines could contribute to lowering the overall cost of overburden handling.     

厚松散层下开采地表移动预计及岩移参数分析

厚松散层薄基岩下开采引起的地表移动规律及地表移动参数 ,有其明显的自身特点和规律。在厚松散层地层结构条件下 ,可将其视为随机介质 ,采用概率积分法预计地表移动变形。针对永夏矿区和焦作矿区内赋存有巨厚松散层的地层条件 ,以地表移动实测资料为基础 ,用数学方法分析了巨厚松散层薄基岩下开采地表移动特征及地表移动参数 ,并得出了地表移动参数与地质采矿条件之间的函数关系式     

岩层与地表移动的矢量预计法

矢量预计法是基于倾角变化的开采沉陷模型及其岩层移动参数分析方法 ,把煤层倾角作为预计模型的变量 ,视水平煤层和竖直煤层开采的对称下沉盆地为模型的边界条件 ,依据随机介质理论 ,构建了闭区间 [0° ,90°]上的岩层与地表移动预计方法 .引入的岩层移动参数独立于开采煤层的几何要素 ,是对顶、底板岩层岩性的综合反映 ,因此矢量法参数对于不同级别倾角煤层具有继承性 ,本方法不仅为解决大倾角煤层开采沉陷问题提供了预计依据 ,而且也是构建岩层与地表移动的统一化模型的有益尝试     

偏心不耦合装药爆破对岩石损伤的试验研究

针对张坝沟石灰石矿露天边坡倾斜孔光面爆破,在爆孔旁侧钻眼测试声波以测试岩石的损伤程度,结果表明爆破影响达1.5m左右。文中还通过水泥砂浆模型实验得出了孔壁应力、应变和压力分布,结果表明炸药紧贴孔壁的压力远大于其余方向的压力,为改变装药结构提供依据。     

巷道围岩在爆破荷载下的反应谱特征研究

为探究巷道围岩在井下爆破动荷载下的动态响应规律,采用MATLAB对振动测试数据进行处理,将导出的振速、位移、绝对加速度反应谱以及绝对加速度标准反应谱进行深入研究。研究结果表明:爆心距为185m的速度反应谱在周期2s内出现的峰值数多于爆心距为86m,的速度反应谱峰值数,爆心距为185m出现的10Hz以下的谐波分量多于爆心距为86m出现的10Hz以下的谐波分量,爆破作用对爆心距为185m处围岩损伤影响更大;爆心距为185m、阻尼比为0.05时放大系数为1,容易导致围岩的破坏损伤。研究结果对巷道围岩的支护具有指导意义。     

不同装药量下的爆破振动测试与分析

本文研究了不同装药量下,距爆源距离相同的多个测点的爆破振动大小.根据爆破参数,得到了各测点的爆破振动速度计算值.测试值与计算值的比较结果表明,爆破产生的振动对当地居民楼没有影响,对类似工程具有一定的参考意义.     

周期性爆破振动下围岩的损伤累积效应

采用现场测试的方法对岩石巷道爆破近区的振动进行测试,随着掘进工作面的推进,得出了爆破振动沿巷道侧壁的传播衰减规律;利用超声波测试技术对巷道侧壁的损伤规律进行研究,揭示了爆破振动下岩体的损伤累积规律。研究发现：在爆破近区15 m内爆破振动衰减缓慢,之后有一个急剧衰减过程,掘进工作面推进到25 m时,爆破振动衰减到1 cm/s左右。通过比较发现斜线法更适于巷道侧壁的损伤测试,工作面推进到10~20 m时损伤度急剧增长。综合分析爆破振动与声测结果得出：在周期性爆破振动载荷下垂直于测试孔方向的微裂纹得到优先发展,爆破振动的衰减是岩体内部损伤发展的外在表现。     

初始地应力作用下岩石爆破裂纹扩展研究

为了研究初始地应力作用下的岩体在爆破时的裂纹扩展规律,本文分析了不同初始地应力情况下的裂纹扩展机理,并考虑了具有初始损伤的岩体在地应力作用下的裂隙区半径。鉴于初始地应力作用下裂隙区公式计算的复杂性,对于等向围压的岩体,引入了强度折减系数用于计算裂隙区半径,并通过ANSYS/LS-DYNA软件模拟出不同初始地应力作用下的岩体在爆破时的裂纹扩展规律,并验证公式的适用性。得出如下结论：初始地应力作用下的岩体产生的爆破压碎区呈现类椭圆状,且随着初始地应力的增大其压碎区半径有着一定的增大趋势。单向初始地应力作用下对于爆破产生的主裂纹扩展起导向作用,裂纹的长度随着初始地应力的增大而逐渐减小,表现为抑制作用;双向等压地应力作用下主裂纹的扩展趋势为沿着最大主应力方向成大致成45°角,强度折减系数的引入有效的考虑了初始地应力作用下的岩体裂隙区半径;不等向初始地应力的裂纹扩展方向为沿着岩体最大主应力方向成一定角度,当一侧围压固定不变时,该角度会随着另一侧围压的改变而逐渐增大或者减小。     

极硬岩中光面爆破参数优化设计与施工

苍山铁矿围岩与矿体均属于坚硬到极坚硬岩石,在掘进过程中存在难爆破等现象.前期掘进中炮眼参数和炸药量采用不当,使得超挖欠挖的现象十分严重.为了解决这一问题,通过理论计算得到光爆基本参数后进行现场试验,通过现场试验对得到的参数进行调整和优化,将优化后的参数应用到巷道掘进中,大幅提高了巷道成形质量,降低了爆破震动对围岩的破坏,提高了巷道整体稳定性,减少了超欠挖和支护工作量,降低了施工成本,并为井下作业安全提供了可靠保障.     

Measurement of the fragmentation efficiency of rock mass blasting and its mining applications

A new approach in evaluating the fragmentation efficiency of rock mass blasting is presented. It differs from most of the methods as it is predicated on a pre-existing in situ block size distribution in the rock mass as defined by the natural discontinuity network. Blasting therefore accomplishes the supplementary fragmentation of the already fragmented rock mass, the efficiency of which depends on the blasting parameters employed. The blasting efficiency is evaluated through comparison of the block size distributions of the rock mass and the corresponding muck pile. The estimate of the former is achieved by discontinuity network modelling in three dimensions with the aim of identifying the in situ blocks formed and measuring their volumes. For the muck pile, image analysis techniques applied to “randomly-taken” photos are used to derive the resulting block size distribution. Validation of the proposed method on various mines is presented as well as its significant and practical mining applications.     

复杂地形条件下地表岩移观测站的建立与观测方法研究

以我国西南地区某井工煤矿为例,针对研究区地形、地貌的特殊性,提出采用差分技术的高精度GPS动态监测系统结合常规观测的方法进行地表岩移观测,实现监测过程中预报预警的同时验证概率积分法在研究区的适用性,以指导矿山"三下"压煤资源挖潜和防灾减灾工作。     

地下金属矿山深部开采引起地表移动变形规律研究

地下金属矿山深部开采引起地表移动变形的预测是一项技术难题。通过对某矿区工程地质特点和开采技术条件进行深入了解,建立了具有较高仿真度的三维深部开采模型,并对矿区的开采进行了系统的模拟研究。通过开采三期工程(1 337~1 237 m)时地表下沉的计算值与现场GPS实测值之间的吻合,较准确地预测出四期工程深部开采过程中的各阶段移动角及地表移动变形范围,为该矿山深部开采地下工程的布置及地表移动范围的设计提供了依据。     

爆炸作用下岩石介质应力波传播规律研究

以平面波发生器为加载源的爆炸测试系统,直接得出爆炸作用下岩石的应变历程曲线。通过对一组应变波形的Lagrange分析,导出了岩石在10^3-10^4s^-1应变率范围内的应力波其它参量（质点速度、应力等）随时间的变化历史,得出了应力波的传播规律。     

大型露天矿爆破规模数学模型优化

爆破规模是露天矿主要经济指标之一。爆破规模过小,采场爆破频繁,不利于生产组织。爆破规模过大,爆堆积压流动资金,造成成本浪费。爆破规模一般根据电铲生产能力确定,运用存贮论,建立采场爆破规模整数规划数学模型,定量计算了该大型露天矿的最优爆破规模。     

风积沙弱胶结软岩矿区地表开采沉陷规律实测研究

文中针对西部风积沙弱胶结软岩矿区地表开采沉陷有待进一步深入研究的问题,通过对羊场湾煤矿130201工作面实测数据的整理分析,获得该区地表移动变形规律、各种角量参数和概率积分法预计参数,揭示了特定地质采矿条件下的地表移动变形一般规律。     

In-process control of drilling and blasting operations in open-pit mines

Institute of Mining, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences, of the USSR, Khabarovsk. Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 4, pp. 78–84, July–August, 1988.