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乌龙泉矿原始边坡爆破及其参数优化的研究

周晓东  
【摘要】:乌龙泉矿在进行西区开拓的过程中,由于其原始边坡地貌坡度较缓,坡面角大多在25°~45°之间,采用一般的爆破方法难以形成正常的生产台阶,本文为处理大量的原始缓边坡、形成规则的生产台阶而展开分析研究工作。 通过查阅国内外原始边坡处理及相关技术,总结出目前原始边坡的爆破方法有:药室深孔混合爆破法、变炮孔倾角爆破法、机械扩孔变直径深孔爆破法、辅助爆破法和药壶爆破法。在分析比较它们优缺点后,得出在乌矿采用药壶爆破法较为合适,并在此基础上,对国内外爆破扩腔的理论研究和药壶爆破的实际应用情况作了简单的回顾。 药壶爆破成功与否,关键是要寻求合适的爆扩方法,以便获得足够装药空间。大直径孔爆破扩壶在对炮孔进行多次爆扩的过程中,其初次爆扩为集中耦合装药,而后续爆扩为不耦合装药,它们在爆扩成壶中的作用不同。因此,本文在研究大直径孔爆炸扩腔机理中,将爆破扩腔过程分为初次爆扩和后续爆扩,使问题更为清晰。文中根据岩石爆破破碎理论,计算出了初次爆扩产生的空腔半径、粉碎压坏区半径和裂隙区半径,并确定出初次爆扩最佳用药量为2πr~3P_0≤Q≤4.5πr~3p_0。根据损伤力学原理分析了后续爆扩规律,认为:爆腔扩张是累积损伤D_s大于损伤临界值,即岩壁失稳破坏时,发生扩展增大的;而岩壁损伤小于临界值时,炮孔周边岩石破坏为稳定破坏,壶腔不能扩大,并据此分析了壶腔为不规则棒槌状的原因。 应用大直径深孔爆扩理论,结合深孔药壶爆破的特点,本文设计了得到在不同边坡角度的大直径孔药壶爆破方案,并给出符合现场实际情况的具体参数;通过现场爆扩工艺试验,得出了适用于现场不同岩性的爆扩参数:在软岩中,扩壶4次,扩壶总药量为42kg,药量分配为6:9:12:15;在硬岩中,扩壶5次,扩壶总药量为60kg,药量分配为6:9:12:15:18。 本文讨论了影响药壶爆破效果的因素,并进行现场工业试验,对理论研究结论进行验证,结果表明:本文的原始边坡整形药壶爆破的理论和参数基本合理。在工业试验的基础上,分析了药壶爆破的技术经济指标,得出用药壶爆破处理原始边坡得到的底板较为平整,较好在消除了根底,有利于下部台阶继续开采的正常爆破,可达良好的整形效 武汉科技大学硕士学位论文 第n页 果,并_!」费用比矿山以前采用的爆破方法省32%,从理论、实验和经济上论证了药壶爆 破的可行性和合理性。 最后,本文在研究原始边坡整形爆破的基础上,建立起原始边坡药壶爆破的计算机 辅助设计系统,它包括五大模块:信息输入模块、信息处理模块、校验反馈模块、信息 输出模块和结果存储模块。针对乌龙泉矿实际情况,用基于AutoCAD的AuT0uSP开 发出了原始边坡药壶爆破的计算机辅助设计程序,它直接应用于实际,指导了原始边坡 药壶爆破的现场生产。


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