本研究课题是根据《金川低品位矿安全高效经济开采综合研究》项目需求开展的。其研究目的是为矿山崩落法采矿的开展提供一套适合西二采区首采分段的回采爆破工艺及爆破参数。本文采取了物理模型试验、理论计算和数值模拟等手段来解决问题,这三者相互补充和验证,得出了一系列适合龙首矿西二采区首采分段的爆破参数。本文所得成果如下:(1)为了确定龙首矿西二采区的成孔性能,基于西二采区的矿岩物理性质开展了物理模型试验和现场试验。试验发现:龙首矿西二采区炮孔成孔率较高,可不必担心炮孔破坏对回采爆破工作的影响,即使有少量炮孔发生破坏,其破坏形式也是以缩孔、堵孔为主;(2)以相似理论为基础,结合龙首矿西二采区的初选爆破参数,开展了相似模型试验。由此试验基本确定了爆破参数优化的方向,试验发现目前的初选爆破参数抵抗线偏大;(3)结合前人的研究,对西二采区首采分段的回采爆破抵抗线、孔底距、崩矿步距、微差时间和单响最大起爆药量等参数的取值进行了优化。按炮孔布置原则,最终确定西二采区主要爆破参数为:1.7m抵抗线,2.7m孔底距,1.7m崩矿步距,35°边孔角。此外,根据优化所得爆破参数绘制了龙首矿西二采区首采分段排面炮孔布置图,详细阐明该矿山的回采爆破工艺;(4)为了验证优化所得爆破参数的合理性,采用有限元分析软件Ansys/LS-Dyna建立了抵抗线和孔底距的数值模拟模型。数值模拟结果表明优化所得抵抗线与孔底距取值是合理的。开展了物理模型试验,试验结果显示本文优化所得爆破参数的试验模型的爆破效果与实际矿山爆破效果差别不大,这表明了本文所得爆破参数对于实际生产有较大指导意义。理论计算、物理试验和数值模拟三者相互印证,论证了彼此的合理性。