露天矿山开采中深孔爆破技术探讨

我国露天矿区众多,采用浅孔爆破技术容易给后期的工作造成威胁,同时很容易引发山体滑坡、坍塌等安全事故。而中深孔爆破技术的使用在很大程度上提高了露天矿区作业的安全性。因此,我国露天矿山在开采时广泛利用中深孔爆破技术。本文介绍了中深孔爆破中的炮孔布置、装药以及填塞等技术,并列举了如何提高中深孔爆破技术采取的控制方法。     

孔间不同毫秒延时深孔台阶爆破模拟研究与块度分析

为研究毫秒延时间隔对岩石破碎的影响,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对露天矿山台阶爆破进行数值模拟研究。微差时间过小,无法形成有效自由面,微小裂纹提前产生导致爆生气体逸出,不利于岩石破碎;微差时间过大,相当于单炮孔起爆,不能够形成叠加的应力场,影响岩石破碎效果。当微差时间为20 ms时,所选介质单元应力达到最大,有利于岩石破碎,能够改变爆破效果。现场进行台阶深孔微差爆破试验,使用WipFrag图像分析软件分析评价爆破效果。统计结果表明,爆区岩石尺寸小于下料口筛网尺寸的岩石占整个爆区的93.24%;爆区块度均匀度系数离散性很小,证明岩石破碎块度均匀、整体爆破效果较好。     

中部空气间隔不同比例装药对炮孔孔壁受力及碎石块度的影响

为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响，以Starfield迭加法为基础，得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式。在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型，对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析。最后，进行现场爆破实验，使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析。结果表明：中部空气间隔装药爆破时，孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征，装药段孔壁受到的冲击压力达到最大，冲击波以8字型向炮孔周围传播。当空气间隔位置在装药段中点时，上、下段药柱周围岩体受力大致相等，碎石块度相对均匀。因此，垂直台阶进行露天爆破开采时，为降低大块和粉料的产生率，空气柱上、下段可进行等比例装药，倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置。     

电子雷管和导爆管雷管爆破的振动能量对比分析

为了对比电子雷管和导爆管雷管延期起爆对爆破振动能量分布规律的影响,从爆破振动能量角度开展了模型试验与现场试验。基于MATLAB小波包分析方法,将爆破振动信号按频率划分为32个频带,分析了各频带能量和质点峰值速度(PPV)。结果表明:电子雷管和导爆管雷管延期起爆产生的振动能量主要集中在1～4频带(0～125Hz),随着爆破振动能量增加,能量分布趋向于中高频带;振动能量显著影响峰值质点速度大小,导爆管雷管起爆条件下频带由低到高,其PPV先减少、再增加、后减少,呈“N”形分布;现场试验中相比于导爆管雷管,电子雷管起爆条件下的平均降振率为21.3%,平均振动能量降低了32.7%;使用导爆管雷管进行微差爆破作业时,由于导爆管雷管的延期精度较差,导致炮孔之间的振动叠加效应十分明显,爆破产生的振动能量远大于电子雷管起爆产生的振动能量。实际工程中,通过电子雷管设置合理的延期时间可以有效降低爆破振动。