黑山露天矿爆破参数优化数值模拟研究

为了改善黑山露天煤矿爆破效果,减少大块率,针对具有较好完整性岩体及较坚硬岩性特征的2505及2520等平台的爆破参数进行优化,开展不同孔距、坡顶距对爆破效果影响的数值模拟研究.通过现场岩石取样,进行密度测试、单轴抗压强度测试、直剪试验、巴西劈裂试验测试岩石强度、弹性模量、泊松比,获得现场岩石的真实力学参数.基于岩石真实力学参数确定模拟参数,建立了2.5 m、3.0 m、3.5 m三种坡顶距工况与5.0 m、5.5 m、6.0 m三种孔距工况下的有限元分析模型,分别对比分析了岩体整体的爆破损伤范围及孔口、坡顶线、坡面三处单元的拉应力作用,确定了适合黑山露天矿2505及2520等平台的坡顶距为3.5 m及孔距为6m.通过爆破参数优化,有效改善了黑山露天煤矿爆破效果,提高了采矿施工效率3％以上.     

Sino露天磁铁矿台阶爆破方案的确定

为确定澳大利亚Sino露天磁铁矿台阶爆破的排距和孔距,运用HolmbergPerson公式对钻孔爆破岩体损伤范围进行估算,通过迭代法确定椭圆损伤区的长短轴长度。使用动力分析软件LS-DYNA模拟5.5m(排距)×5.5m(孔距)、5.0m(排距)×6.0m(孔距)两种网孔布置方案的岩体破碎效果,结果表明:采用5.5m×5.5m方案时,炮孔之间存在未损伤区,易产生大块,后排孔起爆后出现应力集中现象。采用5.0m×6.0m方案时,爆破能量利用均匀,岩体破碎充分,是比较合理的排距、孔距参数,该方案应用于澳大利亚Sino露天磁铁矿台阶爆破,取得了良好的爆破效果。     

别矿台阶深孔爆破孔排距优化试验及应用

别斯库都克露天煤矿剥采工程为探寻细砂岩地矿条件下120 mm孔径台阶深孔爆破合适的孔排距,寻求爆破效果与采装设备之间的匹配;在立足现有施工工艺、机械设备条件下,采用工程试验法调试最适孔排距。先后在+1240、+1204、+1228平台试用孔排距7 m×4 m、7 m×3.5 m、6.5 m×3.5 m,结合运输设备与车辆计数仪采用间接法统计采装效率、大块率,借助GPS空间定位、RTK测量、CASS7.0辅助绘图而计算爆挖方量;摸索出适合别矿细砂岩120 mm孔径台阶深孔孔排距为6.5 m×3.5 m。爆后采装效率达5.8车/h,大块率4.3%~4.4%,爆破单耗0.48 kg/m~3,爆挖率达97%~98%,一个双班期间产生特大块数为1,甚至无特大块,爆破综合效果最优。     

金鼎钨钼矿露天台阶深孔爆破参数优化

为解决金鼎钨钼矿生产中存在的大块率过高、根底残留等问题,通过力学实验研究、数值模拟和现场试验,对该露天台阶深孔爆破参数进行优化。通过常规三轴试验研究,得到了该矿岩力学参数和矿岩性质,确定其矿岩炸药单耗0.68 kg/m~3;运用ANSYS/LS-DYNA软件对爆破参数进行优化,以炮孔密集系数m为变量,通过比较坡底、坡顶有效应力与岩石的动抗拉强度,判断相应炮孔密集系数下矿岩的爆破效果。结果表明:当炮孔密集系数m=1.5时,坡底和坡顶岩石均被破坏,大块明显减少,振动危害也小,达到预期爆破效果。将优化后的爆破参数(孔径d=20 cm,炸药单耗q=0.68 kg/m~3,炮孔密集系数m=1.5,孔排距为600 cm×400 cm)应用于生产现场,爆破效果大为改善,大块率低于5%。可以为类似极硬岩矿山提供参考经验。     

深圳赤湾停车场基坑工程场地平整控制爆破试验研究

岩石地基开挖的平整性与完整性直接影响着工程质量与进度,为了使深圳赤湾停车场基坑开挖工程同时满足开挖的经济高效性及地基的平整完整性,将垂直孔复合消能爆破技术应用到工程中。基于工程原8 m及12 m台阶爆破参数,以炮孔间排距作为主要变量设计了多组现场爆破试验。试验中不改变原爆破联网方式、单孔装药结构及炸药单耗等参数,将同一次起爆区分为常规区及消能试验区以做对比。爆破堆渣清除后,用RTK定位系统测量地基高程数据,建立了三维地表模型图;同时结合统计结果分析了垂直孔复合消能爆破技术对地基平整度的影响。结果发现:在两种不同高度的台阶爆破试验下,垂直孔复合消能爆破技术均能使爆破后地基的平整度更优;此外,孔间排距是影响爆破效果的重要因素,为使地基平整度最好,工程中8 m台阶爆破参数下最优间排距为2.0 m×2.0 m,12 m台阶爆破参数下则为4.0 m×4.5 m,为现场施工运用提供了相关依据。     

基于RBF神经网络的爆破参数优选试验研究

为了优化某矿山采场的爆破参数,提出了水平凿岩方式代替上向倾斜凿岩方式的改进方案。根据改进方案,在采场中进行了L_9(3~3)的爆破参数正交试验,获取了9组试验结果。利用RBF神经网络模型对试验结果进行预测,以最小抵抗线、孔间距、周边孔距作为输入因子,炸药单耗、大块率作为输出因子,当隐含层个数为9时,预测效果最优;在综合考虑爆破成本和爆破效果的前提下,提出了爆破综合期望指数公式来最终优选爆破参数,获取了48个爆破综合期望指数,最大值1.134。综合分析,最终推荐矿山最优爆破参数为:排距1 m,孔间距1.4 m,周边孔距1 m,炸药单耗0.185 kg·t~(-1)。实际应用证明,选择的孔网参数合理,大块率降低至7%以下,极大的降低了爆破成本。     

羊拉铜矿爆破漏斗实验

为了给高原矿山深孔爆破参数选择提供依据,以利文斯顿爆破漏斗理论为指导,在与采场岩性相近的穿脉巷道中进行单孔爆破、变孔距爆破和斜面台阶爆破漏斗实验,并对实验结果进行分析。得到小型爆破漏斗实验参数:最佳埋深0.68m,漏斗半径0.58m,炸药单耗1.78kg/m3,最小抵抗线0.70m。将其推算到深孔爆破中,得到深孔爆破参数:最大孔距1.8m,排距1.4m。工业实验进行验证,爆破效果较好,大块率明显降低,损失贫化率也得到了良好的控制。     

羊拉铜矿爆破漏斗实验

为了给高原矿山深孔爆破参数选择提供依据,以利文斯顿爆破漏斗理论为指导,在与采场岩性相近的穿脉巷道中进行单孔爆破、变孔距爆破和斜面台阶爆破漏斗实验,并对实验结果进行分析。得到小型爆破漏斗实验参数:最佳埋深0.68m,漏斗半径0.58m,炸药单耗1.78kg/m3,最小抵抗线0.70m。将其推算到深孔爆破中,得到深孔爆破参数:最大孔距1.8m,排距1.4m。工业实验进行验证,爆破效果较好,大块率明显降低,损失贫化率也得到了良好的控制。     

义海木里露天煤矿冻土爆破实验研究

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80¹20mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4⁵)m×(2.55)m×(2.5³.5)m,炸药单耗为0.283.5)m,炸药单耗为0.28⁰.3kg/m0.3kg/m³,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。     

义海木里露天煤矿冻土爆破实验研究

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80~120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4~5)m×(2.5~3.5)m,炸药单耗为0.28~0.3kg/m~3,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。     

基于BP神经网络的高含水岩石爆破震动参数预报

运用现场试验震动监测得出水介质对高含水岩石爆破地震波传播规律的影响,再结合BP神经网络理论,将水介质纳入网络模型,建立爆破震动参数预报的BP神经网络模型。采用高含水岩石爆破现场监测数据对网络模型进行训练。把训练达到最优后的预报结果与实测结果作对比,发现BP神经网络模型预报参数与实测值较为接近。     

基于AHP和灰色关联分析法的爆破参数优化

台阶爆破的效果直接影响矿山整体效益。针对黄麦岭露天矿现阶段爆破生产效果不佳,成本偏高的情况,以大块率、根底率、松散系数、后裂距离、爆破振动、飞石距离、炸药单耗为评价指标,建立了基于层次分析法和灰色关联分析法的爆破效果评价模型。对于矿石选择了孔网参数为5 m×3.5 m,5 m×3.7 m,5 m×4 m,5.5 m×3.5 m,5.5 m×3.7 m五种可行的方案进行了爆破试验,采用评价模型有效的进行了爆破效果评价。得出矿石的最优爆破参数为:孔网5 m×3.7 m,底盘抵抗线3.7 m,单耗0.92 kg/m3。同理得出易爆、难爆废石的最优爆破参数分别为:孔网5.5 m×3.8 m,底盘抵抗线3.8 m,单耗0.81 kg/m3;孔网5 m×3.5 m,底盘抵抗线3.5 m,单耗0.97 kg/m3。优化后的爆破参数有效的改善了黄麦岭露天矿的爆破效果,大大降低了生产成本。     

峨眉黄山石灰石矿区爆破参数优化

针对峨眉黄山石灰石矿山爆破过程中存在爆后大块率高、根底多且产生爆破裂隙等问题,在现场调研的基础上分析其产生原因,确定影响爆破效果的主要因素是爆岩的性质、炸药性能及炸药与岩石的匹配关系以及爆破参数。结合矿山实际情况,对岩石进行可爆性分级,确定了该岩石属坚固岩石,选择了与其匹配性好的乳化炸药。采用经验公式与现场爆破实验相结合的方法,设计起爆顺序、孔网参数、炮孔超深等方案并对其进行优化,从而确定合理的爆破参数。优化结果表明:当爆破参数中孔径138mm、孔距6m、孔深17m、超深2m、填塞长度5m、抵抗线4m、单孔药量216kg、延时间隔时间65ms(N3实验)时比较合理,可以达到降低大块率、减少根底和避免爆破裂隙的目的。     

峨眉黄山石灰石矿区爆破参数优化

针对峨眉黄山石灰石矿山爆破过程中存在爆后大块率高、根底多且产生爆破裂隙等问题,在现场调研的基础上分析其产生原因,确定影响爆破效果的主要因素是爆岩的性质、炸药性能及炸药与岩石的匹配关系以及爆破参数。结合矿山实际情况,对岩石进行可爆性分级,确定了该岩石属坚固岩石,选择了与其匹配性好的乳化炸药。采用经验公式与现场爆破实验相结合的方法,设计起爆顺序、孔网参数、炮孔超深等方案并对其进行优化,从而确定合理的爆破参数。优化结果表明:当爆破参数中孔径138mm、孔距6m、孔深17m、超深2m、填塞长度5m、抵抗线4m、单孔药量216kg、延时间隔时间65ms(N3实验)时比较合理,可以达到降低大块率、减少根底和避免爆破裂隙的目的。     

湖北三鑫金铜矿扇形中深孔爆破参数优化数值模拟研究

湖北三鑫金铜矿进入深部开采后,采用扇形中深孔爆破破岩方式回采顶底柱,由于布孔方式和岩石物理力学性质发生变化,导致扇形中深孔爆破存在大块率高、缩口严重等问题。运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对不同孔网参数的中深孔爆破过程进行数值模拟计算。基于现场岩石实际物理力学性质和实际炸药材料参数建立了1.4 m、1.6 m、1.8 m三种不同孔底距和1.6 m、1.8 m、2.1 m三种不同排间距数值计算模型,通过分析炮孔爆破过程中关键时刻模型有效应力云图,确定出扇形中深孔爆破方式的岩石低应力区集中在两炮孔中心线中上部位置,再通过将布置在模型关键位置监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石材料的最大动态抗拉强度对比,确定出当孔底距为2.1 m,排间距为1.4m时低应力区内监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石的最大动态抗拉强度最为接近,确定出三鑫金铜矿扇形中深孔爆破的最优孔网参数：最优孔底距2.1 m,最优排间距1.4 m。经现场应用试验验证在相同炸药单耗的情况下,更优的孔底距、排间距设计能够有效的降低扇形中深孔爆破的大块率高、缩口严重的问题。研究成果可为矿山后续回采工作提供...     

基于层次分析法的露天矿爆破方案模糊综合优选

为改善某露天矿生产爆破中在炸药单耗确定的情况下存在大块率和尾矿率较高、爆破后底板不平整出现根底与洼地等情况,对相关爆破参数进行理论分析研究,设计了4组爆破方案。建立的多层次模糊综合评价模型对爆破方案进行综合评价,得出决策后针对爆破方案进行现场深孔台阶爆破试验。采用SplitDesktop 3.1软件对爆破后岩石块度和爆破开挖后根底情况进行统计分析,得出了该矿区的最佳爆破方案,钻孔直径120 mm,炮孔超深0.5 m,炮孔底部间隔高度0.5 m,炮孔密集系数1.5,底盘抵抗线4.5 m,炮孔充填长度3.5 m,采用三角形布孔。     

镇沅金矿中深孔爆破参数数值模拟研究

镇沅金矿一直采用无底柱分段崩落法进行回采,但爆破中存在大块率高、缩口比较严重等问题。为了确定合理的爆破参数,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对扇形炮孔爆破过程进行数值模拟,再现扇形炮孔爆破应力场变化过程,分析了爆炸仿真过程中的Von Mises有效应力峰值,确定了中深孔爆破最优的最小抵抗线和最大孔底距,为中深孔爆破提供理论依据。并对此参数进行了现场试验,现场中深孔爆破后,爆破效果良好,进一步证明了所确定的最小抵抗线为1.5 m,最大孔底距为2.0 m为最优爆破参数。     

无底柱分段崩落法中深孔爆破参数试验

在调查程潮铁矿东区的工程地质条件和现有采矿结构参数的基础上,根据利文斯顿爆破能量平衡准则,应用现场系列爆破漏斗试验方法确定了程潮铁矿东区大结构参数条件下无底柱分段崩落法合理的中深孔爆破参数;并根据相关公式应用VB语言开发了计算爆破漏斗体积的可视化程序;试验结果表明1.4-1.7 m的炮孔排距、2.6-3.0 m的孔间距为程潮铁矿合理的中深孔爆破参数.     

浅孔台阶爆破的合理性研究

在台阶爆破中,台阶高度增加到一定值后,需保持孔排距不变,以优化爆破效果.在现场针对三种不同孔径及不同台阶高度的爆破进行试验,得到孔径76 mm的浅孔台阶爆破较深孔台阶单耗低,台阶高度小于12 m时,单耗随台阶高度变化大,当台阶高度大于12 m时,单耗变化率变小,此时宜进行爆前准备阶段爆破参数优化.为便于在现场直接根据台...     

深孔爆破对隐患资源开采两帮的动力响应特性研究

隐患资源安全开采是采矿工程领域面临的难点问题。结合某铅锌矿隐患资源开采工程实际情况,利用显示动力分析软件LS-DYNA构建深孔爆破荷载作用下充填体动力响应的数值仿真模型;设计了5种不同装药结构,分析爆炸应力波在充填体环境下的传播特征。结果表明:隐患资源两帮受到的拉应力小于其动态抗拉强度,两帮不会发生"片落";采用不耦合装药并且空气间隔系数为0.52可以使爆破应力分布更均匀;爆破振动速度和应力叠加使药包中心点到充填体的投影位置的速度和应力达到最大值;爆破参数为:炮孔直径为110 mm,排距×孔距=2.0 m×1.8 m,边孔与充填体之间的距离为1 m,一卷炸药(长0.67 m,直径90 mm)+1 m空气间隔的边孔装药结构即方案4。现场试验表明,优化的装药结构可以较好解决深孔爆破对隐患资源开采稳定性的问题。