在矿山企业中,天井掘进作为地下开采不可缺少的环节,一直是采掘工作中极为困难的一环。传统的掘进天井方法采用浅孔爆破的方式由下向上分段起爆,循环进尺慢,安全性差,人工劳动强度高,并且数码雷管的推广使用大大增加了掘进成本。本研究综合利用理论分析、数值模拟和现场工业实验等方法,针对具体矿山对天井掘进深孔爆破技术进行了优化。1)进行爆破工程地质条件调查,使用单轴压缩实验、巴西劈裂实验等方法获得了矿山岩石力学参数。2)根据爆破破岩理论,分析了深孔爆破成井过程的影响因素,对爆破岩体所产生的粉碎区域和裂隙区进行了分析计算。对主要参数,如孔径、炮孔间距、补偿空间、装药结构、填塞长度等进行了理论计算。3)构建了多种天井掘进深孔爆破的数值模型,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对深孔爆破的布孔参数进行模拟,研究了不同炮孔间距、掏槽方式及全天井模型的成腔效果。单空孔与装药孔的爆破数值模拟表明装药孔到空孔的距离为30cm较为合理;5孔和7孔桶形掏槽不同空孔距的数值模拟表明,随着孔距的增加,槽腔岩石的破坏范围也随之变大,并在到达槽腔面积峰值后减小,在空孔距为30cm处取得较好的爆破效果,成腔过程数值模拟结果表明整个掏槽效果均较为理想;辅助孔模拟表明,孔距60～70 cm时能得到较好的槽腔;天井全炮孔爆破模拟再现了天井成井过程,显示整体掏槽效果较理想,井筒完全贯通。4)基于爆破参数设计和数值模拟结果,确定了深孔爆破参数和爆破方案并进行现场试验,爆破效果达到设计要求。图63幅;表14个;参61篇。