露天深孔爆破微差时间对爆破块度的影响研究

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目前,深孔爆破仍然是露天矿山开采最重要的技术手段。近几年,由于精细化控制爆破技术的加强与推广,对爆破质量和生产成本的要求越来越高,而爆破块度大小是反映爆破质量和生产成本的重要因素。为降低爆破后的岩石大块率和最大块度尺寸,提高爆破质量,减小矿石生产成本,本文依托《高精度微差控制爆破技术》课题,以紫金山金铜矿为试验场地,采用理论分析、数值模拟、现场试验相结合的研究方法,探索分析露天深孔爆破孔间微差时间以及排间微差时间对爆破块度的影响规律,通过优化孔间微差时间、排间微差时间,以实现降低爆破后岩石大块率和最大块度尺寸的目标。依据试验目的开展试验研究。首先,归纳总结了微差爆破技术的国内外发展历程,介绍了露天深孔爆破合理微差时间的半经验半理论计算公式以及经验取值,根据半经验半理论公式和经验取值的特点,拟定露天深孔爆破微差时间的初始试验值为孔间28ms、排间50ms。其次,借助有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对孔间微差时间分别为16ms、19ms、22ms、25ms、28ms、31ms以及排间微差时间分别为35ms、40ms、45ms、50ms、55ms、60ms进行数值模拟,并监测不利破碎区的最大有效应力平均值。得到,不易破碎区的最大有效应力平均值随孔间或者排间微差时间的增加均呈现出先增大后减小再增大的变化趋势,且当孔间微差时间为19ms、排间微差时间为40ms时,不利破碎区的最大有效应力平均值达到最大37.83MPa,利于岩石的整体破碎。最后,在紫金山金铜矿露天采矿场进行了24组不同的孔排间微差爆破试验,通过对试验结果的处理分析,归纳总结出岩石爆破块度尺寸分布以及最大块度尺寸随孔排间微差时间的变化关系,并得出试验条件下,孔间微差时间为19ms、排间微差时间为40ms~45ms时,爆破后的岩石大块率和最大块度尺寸均达到较低值,较大程度上改善爆破效果。本文研究表明,微差时间对爆破块度有着十分重要的影响,并确定了不同孔排间微差时间与爆破块度分布、岩石大块率和最大块度尺寸的变化关系。对改善爆破效果、降低矿山开采成本和推动高精度微差控制爆破技术的发展具有十分重要的意义。
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