高阶段采场深孔爆破质量控制技术研究

针对高阶段采场深孔爆破中存在的炸药单耗高、爆破质量差、爆破危害效应得不到有效控制等问题,从装药结构设计优化、孔网参数设计优化、凿岩质量控制、施工管理等几个方面提出了对爆破质量进行控制的具体举措,改善了高阶段采场深孔爆破质量,有效解决了实际问题。研究发现,设计合理孔网参数,采用轴向不耦合空气间隔装药结构,严格控制钻孔精度,能够有效降低炸药单耗,降低爆破大块率,提高爆破质量。     

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。     

中深孔爆破大块产生的原因分析及降低大块率的技术措施

在中深孔爆破工程中,影响爆破块度的主要因素既有爆破区域的地形地貌、岩石的物理特性,还有爆破孔网参数、炸药单耗的选取等,而在一般的爆破技术设计和施工中,由于针对某一爆破区域的爆破孔网参数和炸药单耗是固定的,爆破后大块率较高。分析了大块产生的原因,提出在设计和施工中动态调整爆破孔网参数、炸药单耗、装药密度以降低大块率的技术措施。     

岩巷掏槽爆破掘进数据库建立及参数优化研究

掏槽爆破掘进参数是岩巷钻爆法施工的关键参数,优化爆破掘进参数是确保钻爆法高效率施工的重要途径之一。依据1980—2022年共200个代表性爆破掘进案例,利用统计学方法分析了爆破参数在普氏系数和断面面积2个岩巷特征参数维度下的变化特征,通过构建爆破掘进案例数据库研究了岩巷掏槽爆破客观规律。结果表明:随着普氏系数增加,岩石极限抗压强度增大,为保证爆破效果,可适当增加炮孔长度和炸药单耗,同时也会略微增加单循环进尺,但岩石自身高应力导致的夹制作用会降低炮孔利用率;通常设置空孔为掏槽爆破提供新的自由面,通过应力波反射拉伸使得靠近自由面的岩体破坏区域更大,硬岩巷道更适合直孔掏槽爆破。在较大断面岩巷的掏槽爆破掘进过程中,岩石夹制作用较小,较小的炸药单耗可以达到良好的爆破效果,从而促进了单循环进尺和炮孔利用率的提高;由于大断面面积对岩石爆破的限制作用减弱,无需过分增加炮孔数量和装药量,相反适当减缓炮孔数量的增长速率也能够达到良好的爆破效果。上述分析可以为爆破参数优化、岩巷高效施工提供参考。     

英德水泥厂石灰石矿深孔爆破参数的确定

深孔爆破在露天矿被广泛应用,但其设计方法和参数计算,长期以来没有多大变化:首先确定孔网参数值和单位炸药消耗量,进而进行深孔装药量设计,也就是把孔网参数(孔距a、行距b、抵抗线W)作为自变量,把深孔装药量Q作为孔网参数的函数。     

安家岭露天矿深孔爆破参数优化

为了提高安家岭露天矿爆破质量降低爆破炸药单耗,安家岭露天矿对钻孔、爆破过程中孔网参数、装药结构以及在不同采装作业阶段爆量情况进行分析;采用建立地质模型、调整钻机孔网参数、爆破精细化施工、爆破效果科学评价等措施,得出了针对不同岩性提升爆破效果的爆破方案。结果表明：通过优化爆破参数达到了降低爆破振动、提高爆破质量、减少炸药单耗、提升铲装效率的目的。     

爆破参数优化对块度控制的影响研究

针对拉斯邦巴斯露天铜矿生产过程中废石爆破对总成本的影响,在现场试验的基础上,通过改变孔网参数控制爆破块度,在选择合理的孔网参数条件下进行间隔装药爆破试验,从而达到控制爆破块度及成本的目的.研究结果显示:孔网参数扩大、装药结构改变降低了炮孔的炸药单耗,提高了生产效率,为矿山带来了巨大的经济效益.     

某露天矿富水区水孔爆破现场试验和参数优化

某露天矿深部采场矿岩孔隙水发育,炮孔充水严重,影响矿山爆破作业施工和爆破效果。为解决上述问题,通过装药周边水介质冲击传载机理的理论分析和现场试验,对爆破参数进行优化。现场试验设计以充水孔炸药单耗下降8%、15%、20%3个层次水平与孔网参数为5.5 m×5m、6 m×4.5 m、7 m×4 m进行方案组合。理论分析和试验研究结果表明:利用炮孔中水介质实现不耦合装药,可有效利用水介质高效传载、孔壁初始裂纹激发、爆轰产物与水介质高压联合增裂的效应,达到显著降低炸药单耗和提高爆破效果的目的。试验确定6 m×4.5 m的孔网参数与炸药单耗降低15%的组合方案为最优,其综合爆破效果最佳,大块率、冲孔率分别控制在5%、8.5%以内。试验结果可为类似矿山优化水孔爆破参数、改善水孔爆破效果提供参考。     

基于极限学习机的爆破参数综合优选

为了合理选择川口钨矿变更采矿方法后采场的回采爆破参数,运用传统经验公式计算出爆破参数取值范围,根据极限学习机(ELM)理论,以矿岩容重、弹性模量、抗压强度等6个因素作为输入因子,以排距、孔底距、炸药单耗3个指标作为输出因子,并利用国内应用较成功的上向扇形中深孔崩矿的7个矿山情况为学习、训练样本,建立矿山回采爆破参数优化预测模型。综合经验公式和预测模型的结果,确定采区爆破参数:炮孔排距为1.3 m,孔底距为1.8 m,炸药单耗为0.5 kg/t。优选爆破参数适应本采区工程条件,爆破效果好,震动影响小。     

爆破效果主要影响因素的灰色关联分析

影响爆破效果的因素很多，灰色关联分析能确定出影响爆破效果各因素的主次关系。文中采用灰色关联分析方法，确定出某矿台阶深孔爆破效果的主要影响因素为底盘抵抗线、排距和炸药单耗，同时指出，在爆破设计中，适当调整孔网参数和炸药单耗，对控制爆破效果有重要作用。     

降低一次炸药单耗的途径

炸药一次单耗与二次单耗是衡量爆破质量高低的一个重要指标。深部铜矿采用的大孔距小抵抗线的爆破孔网参数,改变装药结构,有效回收装药返粉等降低一次炸药单耗的有效措施,对类似矿山有一定的借鉴作用。     

基于三维可视化的爆堆形态灰色敏感度分析

爆堆形态是评价爆破质量的重要指标,研究影响其形态的主控因素可以更好地优化爆破质量。 为了探 究影响爆堆形态的主控因素,以乌龙泉露天矿爆破为背景,利用无人机倾斜摄影技术对爆堆形态进行三维建模,运用 灰色关联分析模型确定出影响爆堆形态因素的主次关系。 结果显示:本研究所分析的露天矿爆破的 6 个指标中,单位 炸药消耗量、孔距和排距影响程度接近,灰色绝对关联系数分别为 2. 576 5、2. 500 1、2. 460 1,钻孔深度影响程度最小 为 1. 665 7。 通过结果分析得出,对爆堆形态进行优化时,应首先考虑炸药单耗量,随着炸药单耗量的增加,爆堆的松 散系数也逐渐增大,当炸药单耗量为 0. 78 kg / m3 时,爆堆的松散系数最大为 1. 44;其次应该考虑孔网参数,孔网参数 (孔距×排距)为 7. 5 m2 时,爆堆的松散系数达到最大为 1. 44,但孔网参数需根据矿区实际情况调整确定。 依据爆破 因素的敏感度调整爆破参数取值,可以优化爆堆形态从而提高爆破质量。 基于三维可视化和灰色理论的露天矿爆堆 形态分析能够为爆破后续工作以及爆破优化设计提供依据。     

安家岭露天矿台阶爆破质量优化研究

为了提高安家岭露天矿煤岩台阶的破碎效果,降低爆破成本,比较深入地分析和研究了岩体的节理裂隙、孔网参数的布置、起爆方式以及台阶深孔爆破装药技术等几种因素对台阶爆破效果的影响。针对该矿在爆破生产过程中遇到的拉底和大块问题,通过改变和调整孔网参数、装药结构、炸药单耗、起爆药包位置及微差间隔等技术措施,改善了煤岩台阶的破碎效果。实践表明,这些爆破技术的优化提高了该矿的综合生产效率,也使开采成本得到了一定的控制。     

基于能量分布的深孔预裂爆破参数优化研究

针对预裂爆破中主炮孔爆破时双侧均存在自由面和抵抗线的情况,采用能量分析法,研究了条形药包等效子药包两侧炸药能量分布与相应抵抗线的相关性。结果表明,炮孔两侧等效线装药密度与同侧抵抗线大小成反比,即抵抗线越大,等效线装药密度越小。随后,推导出了炮孔两侧等效炸药单耗计算公式,并将该公式运用到台阶深孔预裂爆破参数优化中,得出了更合理的孔网参数和起爆方案,既保证了爆破效果,又保护了预裂边坡,为类似工程提供了有益参考和借鉴。     

沙溪铜矿爆破漏斗工业试验研究

基于利文斯顿的爆破漏斗理论,对沙溪铜矿典型矿岩进行了单孔小型爆破漏斗以及变孔距双孔同段小型爆破漏斗试验,对爆破漏斗试验中药包最佳埋深与临界埋深及炸药单耗进行了系统研究,由此得出了爆破漏斗的最佳技术参数,并以爆破能量平衡准则和相似性原理为依据,计算确定了沙溪铜矿大直径深孔爆破的凿岩爆破参数为:单层装药为3条,装药长度为1.2 m,药量合计为27.0 kg,最佳漏斗半径为1.64 m,抵抗线为1.92 m,分层崩矿高度为2.4 m,孔网参数为3.0 m×2.8 m;炸药单耗为0.39 kg/t。     

基于人工神经网络的中深孔爆破参数优选

为了得到合理的中深孔爆破参数,以矿岩的弹性模量、容重、抗拉强度、抗压强度、摩擦角以及黏结力作为输入因子,以炮孔的崩矿步距、孔底距以及炸药单耗为输出因子,以国内爆破工艺相类似矿山的相关数据为训练样本,建立BP神经网络模型进行爆破参数优选。以港里铁矿为工程背景,通过优选和影响因素分析,得到崩矿步距1.67 m,孔底距1.8 m,炸药单耗0.43 kg/t的爆破参数。使用后证明,比原炸药单耗(0.52 kg/t)降低了17.3%。     

谦比希铜矿东南矿区巷道掘进爆破改进思路 及控制措施

由于谦比希铜矿东南矿区北采区巷道掘进爆破参数不合理、炸药单耗高、断面成形差、岩体块度过于破碎,导致矿山爆破成本居高不下,溜井易堵塞,严重威胁了生产掘进作业安全。为有效解决矿山掘进爆破作业中存在的技术难题,开展了矿岩质量稳定性分级和现场爆破漏斗试验,分别从调整掏槽方案、控制起爆延期时间、优化周边孔控制爆破方法等方面提出了提高爆破效果的爆破控制改进思路,并对现场施工的安全措施进行了讨论。研究表明：①矿化板岩属于第Ⅲ～Ⅳ级岩体,上盘石英岩和下盘石英岩均属于Ⅱ级岩体,基底花岗岩和下盘砾岩均属于Ⅱ级岩体,岩体条件差异较大,需根据现场岩性对爆破参数进行动态调整;②现场爆破漏斗试验确定的合理炸药单耗约1.86 kg/m³,当前炸药单耗明显偏高,具有较大的优化空间;③斜孔掏槽在炮孔数量、单耗、爆破效果等方面较直孔掏槽具有明显的优越性,适宜开展斜孔掏槽对比试验;③矿山掘进爆破微差延期时间偏大,可采用短微差延期雷管进行优化试验;④周边孔装药结构不合理,适宜采用所提爆破改进思路进行调整,改善巷道轮廓控制效果。今后将通过多方案现场爆破对比试验,验证改进思路的可行性和可靠性,为矿山生产爆破巷道控制提供参考。     

祁雨沟矿区爆破参数试验

采用无底柱分段崩落采矿法时,需要进行爆破漏斗试验,确定相对合理的爆破参数。通过直径为65 mm炮孔的一系列爆破漏斗试验,并对实验数据进行理论分析,得出了在炮孔直径65 mm情况下的临界埋深、应变能系数、炸药单耗、最佳埋深、最小抵抗线、炮孔孔底距。     

祁雨沟矿区爆破参数试验

采用无底柱分段崩落采矿法时,需要进行爆破漏斗试验,确定相对合理的爆破参数。通过直径为65 mm炮孔的一系列爆破漏斗试验,并对实验数据进行理论分析,得出了在炮孔直径65 mm情况下的临界埋深、应变能系数、炸药单耗、最佳埋深、最小抵抗线、炮孔孔底距。     

谦比希铜矿东南矿区巷道掘进爆破改进思路及控制措施

由于谦比希铜矿东南矿区北采区巷道掘进爆破参数不合理、炸药单耗高、断面成形差、岩体块度过于破碎，导致矿山爆破成本居高不下，溜井易堵塞，严重威胁了生产掘进作业安全。为有效解决矿山掘进爆破作业中存在的技术难题，开展了矿岩质量稳定性分级和现场爆破漏斗试验，分别从调整掏槽方案、控制起爆延期时间、优化周边孔控制爆破方法等方面提出了提高爆破效果的爆破控制改进思路，并对现场施工的安全措施进行了讨论。研究表明：①矿化板岩属于第Ⅲ～Ⅳ级岩体，上盘石英岩和下盘石英岩均属于Ⅱ级岩体，基底花岗岩和下盘砾岩均属于Ⅱ级岩体，岩体条件差异较大，需根据现场岩性对爆破参数进行动态调整；②现场爆破漏斗试验确定的合理炸药单耗约1.86 kg/m³，当前炸药单耗明显偏高，具有较大的优化空间；③斜孔掏槽在炮孔数量、单耗、爆破效果等方面较直孔掏槽具有明显的优越性，适宜开展斜孔掏槽对比试验；③矿山掘进爆破微差延期时间偏大，可采用短微差延期雷管进行优化试验；④周边孔装药结构不合理，适宜采用所提爆破改进思路进行调整，改善巷道轮廓控制效果。今后将通过多方案现场爆破对比试验，验证改进思路的可行性和可靠性，为矿山生产爆破巷道控制提供参考。