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黄麦岭露天矿台阶爆破参数优化及爆破振动效应研究

王涛  
【摘要】:近年来,随着精细爆破理念的提出和发展,岩土爆破领域对精细爆破的需求日益增多,尤其是以台阶爆破为首要工艺的露天矿山开采。精细爆破能够为矿山整体效益创造更大的价值,因此,有必要改进爆破技术,优化爆破参数,使得台阶爆破向着安全可靠、绿色环保及经济合理的方向发展。针对黄麦岭露天矿山台阶爆破后大块率高、根底多的现状,对台阶爆破参数进行优化研究,寻求最佳爆破参数,实现精细爆破,从而保证矿山生产效益最大化。 采用理论分析、工业试验及神经网络等研究方法对台阶爆破参数进行优化,确定适合矿区台阶爆破的最佳参数。分析爆破振动监测数据,并利用小波技术分析振动信号,从而验证优化后爆破参数的合理性。论文的研究成果为: (1)理论分析确定了矿区各种岩石的可爆性及爆破参数范围,从而为后续参数优化奠定基础。 (2)工业试验根据爆后效果反馈逐步调整参数,以可测指标岩石块度分布、大块率、根底为主要依据界定爆破效果,确定了矿区各岩石的最佳孔网参数。即在140mm的孔径下,浅粒磷灰岩孔网参数5m×3.7m,片麻岩5.5m×3.7111,大理岩4.5m×3.5m,半石墨岩5.5mx3.7111。对于前排裂隙发育的台阶坡面,采用分段装药结构及缩小孔距改善爆破效果。 (3)进行神经网络仿真模拟,模拟数据来源于工业试验方案及对应爆破效果。将模拟结果与工业试验对比分析,误差很小,从而为确定最优爆破参数提供理论依据。 (4)对爆破振动效应进行研究:峰值振动速度符合GB6722-2003标准;利用小波技术对振动信号进行分频能量分析,逐孔起爆爆破地震波振动能量主要位于15Hz~60Hz,周围建(构)筑物固有频率较低,因而消除了共振带来的危害。进而验证优化后爆破参数的合理性。 (5)建立萨氏爆破振动预测模型及基于BP神经网络爆破振动预测模型。 对黄麦岭矿台阶爆破参数优化,得出最优爆破参数,实现精细爆破,从而保证了矿山生产效益最大化。研究成果对台阶中深孔爆破参数优化具有示范性、实用性。


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