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狮子山矿深部采场爆破参数与爆破振动传播规律研究

黄伟强  
【摘要】:近年来,随着国内地下矿业的开采的深度不断增加,而矿石物价的不断下跌,矿山生产的经济效益日益下降。狮子山矿目前已经进入十六至十八中段的矿体开采阶段,距地表垂直距离至少400m,属于中等深部开采。在高地应力下进行生产爆破作业,存在较多安全隐患的问题,可能发生岩爆、岩石弹射等。为矿山的长远持续的安全发展,需对深部的生产爆破参数进行研究,确定较优的参数,并在生产中应用,使得各项技术经济指标得到提高,实现安全、经济开采;同时对监测所得到爆破振动信号的频谱特征进行分析研究,总结规律。论文以《狮子山矿深部采矿工艺的研究与应用》课题为背景,通过对狮子山深部采场的爆破现状进行调查,结合深部岩石力学性质,基于利文斯顿爆破漏斗理论提出爆破漏斗试验方案并展开现场试验,在对试验结果统计、分析的基础上,并结合相关文献与工程经验初步设计出狮子山矿深部采场生产爆破的爆破参数方案;然后运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立变孔距同段爆破爆破漏斗试验的计算模型,对所选用的数值模拟的岩石参数及炸药参数进行调试,最终得到此模型的最后模拟结果与现场的爆破漏斗试验接近或者相似,确定出合理的岩石与炸药材料的模拟参数。运用此参数对不同的设计爆破参数模型进行模拟计算,探寻适合狮子山矿深部采场的爆破孔网参数方案,为下一步爆破参数的工业化试验奠定基础。在爆破振动传播规律的研究方面,主要对狮子山深部采场的爆破振动进行监测,针对不同最大单响药量对爆破振动信号的影响及不同的井工系统对爆破振动信号传播规律的影响设计出两种爆破监测方案。然后在对测振数据进行统计、分析基础上,总结出爆破地震波在矿山中的传播衰减规律,并运用萨道夫斯基公式回归计算矿山的地形、地质条件有关的系数和衰减指数K与α值及相应的回归公式,计算出在矿山井下主要硐室能得到安全保证前提下的最大单响药量,为今后矿山安全、高效的生产提供可靠依据。


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