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在哈尔乌素露天煤矿煤层进行松动爆破时,形成的煤块尺寸过大或者过小,都会直接影响矿山的经济效益。当爆破强度较高时,形成的煤块尺寸较小,导致粉尘污染,严重威胁着工人的身体健康和当地的生态环境;当爆破强度较低时,形成的煤块尺寸较大,二次破碎成本增加,移运难度加大。这两个方面的问题严重制约着哈尔乌素露天矿的可持续发展。为响应露天矿绿色安全高效开采的主题,必须对哈尔乌素露天矿爆破块度进行准确的评价研究,对相应的爆破参数进行优化。论文基于分形理论分析方法,结合G-G-S(Gate-Gaudin-Schuhman粒度分布函数)公式、指数对比法以及偏微分等方法,得出了爆堆矿岩块度分布的分形模型,提出了借助于分形理论、摄影测量技术和计算机图像处理技术,用以求导N(x)的方法,开发出了“爆堆块度分布的自动与分形测试系统”。根据应力波衰减理论,建立炸药爆炸后周围煤层的破碎分区模型,揭示了爆炸应力波在传播过程中的耗散规律。利用分离式霍普压杆试验系统(SHPB)试验,建立了爆破荷载与室内试样冲击破坏试验施加载荷之间的关系,开展了气压由0.13MPa到2.0MPa之间的煤岩试样冲击载荷试验,基于高速摄像系统定性地描述了煤岩试样动态破坏形态特征。同时,利用筛分直接测量方法得出了试样破坏后的块度分布特征。基于分形维数定量地描述SHPB试验中煤岩试样动态破坏形态特征,得出了试样破坏后的块度分维特征。按照粒径范围将破坏后碎块划分为三组:大径,中径,粉粒,分析得到了三组尺度下煤岩碎块质量百分比随气压的变化规律。给出了爆破评价的两个原则,推导出了室内冲击载荷试验的气压范围为0.30MPa≤P<0.90MPa。利用数字计算方法,搭建了煤层爆破块度图像识别系统,对现场两个炮孔区域间的爆破块度进行首次识别和二次识别,得出现场煤层爆破块度分布特征。另外,根据分形维数计算方法,得出了现场煤岩爆破块度的分维特征。综合室内冲击载荷试验和现场煤层爆破块度分析,计算出了单孔爆破区域分区的爆破范围。基于此范围提出了增加炮孔间距与排距和减小炸药量两种爆破参数优化方案并采用ANSYS/LS-DYNA软件进行模拟验证,结果表明两种方案条件下颗粒煤的质量百分比分别减小了8.36%与5.71%,块煤率分别提高了2.04%与1.39%。方案一增加炮孔间距与排距所带来的优化效果更佳明显。该论文有图66幅,表34个,参考文献130篇。