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黄麦岭露天矿台阶爆破合理超深研究

吴光玲  
【摘要】:台阶爆破主要用于矿山采剥和铁路、公路路堑及水利、水电的土石方开挖工程,是应用前景非常广阔的一项爆破技术。台阶爆破的质量一般有以下要求:(1)爆破后的矿岩块度符合要求;(2)爆破后的台阶工作面要规整,不允许出现根底、伞岩等现象。超深是一个消除根底重要的爆破参数,其作用是降低装药中心的高度和增加炮孔底部的装药量以便有效地克服台阶底部阻力,避免或减少根底,以形成平整的底部平盘。 本论文以黄麦岭磷化露天矿开采中的爆破工程为研究对象,分析了超深在消除根底的作用机理及爆破参数变化对台阶爆破炮孔超深的影响,根据工程实际建立起了弹塑性材料的数值模拟模型,以显式动力分析有限元程序作为模拟计算的工具,详细的计算了在动载荷作用下在两孔中间及周边坡面岩体上的动态应力分布及其变化规律,探讨了爆破参数变化对台阶爆破炮孔超深的影响。主要的结论包括: (1)通过对台阶爆破破岩机理及台阶爆破超深作用机理的分析,解释了超深在消除根底方面所起的作用。介绍了影响超深的主要因素,包括炸药与岩石性质和爆破参数。 (2)运用ANSYS/LS-DYNA软件对底盘抵抗线和孔间距对超深影响的台阶爆破进行了数值模拟,模拟结果显示:底盘抵抗线对炮孔超深影响很大,在其他条件相同的情况下,改变底盘抵抗线的大小超深值也必然改变。但是合理超深值和底盘抵抗线的比值基本保持不变。 (3)根据黄麦岭露天矿山的地质情况、现有的设备和爆破参数,利用LS-DYNA软件对台阶爆破过程进行了模拟,通过模拟结果的分析得出黄麦岭露天矿台阶爆破合理超深。 (4)工业试验方面,根据数值模拟的结果进行了参数设计,并在黄麦岭露天矿进行工业试验。对试验参数与理论设计参数爆破的效果进行了比较和分析,最终得出黄麦岭露天矿的合理超深值。


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