基于经济合理的爆破质量分析及炸药单耗优化

爆破是井下采矿破碎矿石的主要手段,爆破质量直接影响到爆破成本。在众多影响爆破质量的因素中,炸药单耗是最敏感的因素。通过收集与分析某铁矿的爆破数据,绘制了炸药单耗分别和大块率与平均块度的关系曲线,并发现该矿炸药单耗的合理区间为[0.6,0.7],大块率和平均块度分别可控制的范围为7%t10%,500mmd600mm。综合考虑爆破成本和爆破质量,确定该矿经济合理炸药单耗为0.6kg/m3。     

聚能射流破岩的数值模拟及其应用

为解决地下矿开采中二次爆破的炸药单耗高,爆能利用率低、对巷道破坏大等问题,提出了聚能射流爆破不合格大块矿石的方案。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对聚能射流的形成过程进行了数值模拟,模拟了药型罩锥角,药型罩壁厚及普通民用炸药和药型罩材料对聚能射流形成的影响。结果表明,聚能射流速度随锥角增大而减小,药型罩最佳壁厚随着药型罩锥角的增大而增大。进行了聚能射流破碎大块的现场试验,试验证实用较低爆速的民用炸药替代高爆速炸药、塑料药型罩代替金属药型罩可形成有效射流,可满足地下矿二次爆破破碎不合格大块的要求。     

峨口铁矿应用数码雷管进行台阶爆破的实践

以峨口铁矿生产爆破实践为例,分析了该铁矿爆破大块率高及炸药单耗高的原因,根据该铁矿的实际爆破工艺和生产情况引进了新的爆破工艺、器材来解决爆破环节中的各种问题。通过将数码雷管应用于生产爆破,在降低大块率与降低炸药单耗方面取得了显著的效果,为矿区的后续生产提供了有力的技术支持。     

基于采场生产成本的梅岭露天矿爆破参数优化

结合哈密红石矿业梅岭露天矿的生产实际,对KUZ-RAM分布函数模型进行等效变换和修正,将爆破块度计算公式转换为地下矿山的爆破块度计算公式,得出了适用于该露天矿的平均块度计算公式;均匀性系数计算公式以及大块率计算公式;最终得出了最优的爆破参数为孔间距a=2.26 m,排距w=2.32 m,炸药单耗q=1.53 kg/m3,平均块度为41.4 cm,大块率为2.8%,结果表明:利用这一计算结果表明:爆破质量良好,采场生产成本是最优的。     

中深孔爆破大块产生的原因分析及降低大块率的技术措施

在中深孔爆破工程中,影响爆破块度的主要因素既有爆破区域的地形地貌、岩石的物理特性,还有爆破孔网参数、炸药单耗的选取等,而在一般的爆破技术设计和施工中,由于针对某一爆破区域的爆破孔网参数和炸药单耗是固定的,爆破后大块率较高。分析了大块产生的原因,提出在设计和施工中动态调整爆破孔网参数、炸药单耗、装药密度以降低大块率的技术措施。     

白音诺尔露天坑底隔离矿柱爆破参数优化研究

针对白音诺尔铅锌矿爆破大块率高的问题，应用ANSYS/LS-DYNA软件对扇形中深孔爆破时炸药单耗和排间延时进行数值模拟分析。依据Von Mises屈服准则，分析记录单元有效应力、振速峰值和岩石损伤面积，结果表明，炸药单耗1.16 kg/m³和排间延时100 ms时记录单元的有效应力、振速峰值和岩石损伤面积均满足设计要求。将优化后的炸药单耗和排间延时应用于现场爆破，采用交错布孔的方式，实施空间交错装药结构，对爆后爆堆采用Split-Desktop 4.0进行块度分析，结果显示，爆破大块率降至4.34%,爆破大块度问题得到有效控制。     

吊袋法爆破在庙沟铁矿的应用

唐钢庙沟铁矿进入封闭圈以下开采以后,含水炮孔逐渐增多,致使炸药单耗升高,爆破成本增加.为解决这个问题,根据庙沟铁矿的实际情况提出了吊袋法爆破方案.通过实践表明,含水炮孔采用吊袋法爆破可以有效降低炸药单耗,还可大幅度降低大块率,值得推广应用.     

煎茶岭镍矿爆破参数的优化

煎茶岭镍矿虽一直采用光面爆破进行生产,但由于其岩体不稳固,生产中经常出现爆堆大块率高、爆破规格无法控制、炸药单耗高等问题。为此,开展了不稳固岩体巷道掘进的光面爆破的试验研究,得出了适合该矿开采的光面爆破参数。     

露天铁矿爆破开采炸药单耗预测

以某铁矿爆破开采的炸药单耗预测为例,介绍了运用Kuznetsov和Rosin-Rammler 数学模型在给定大块率情况下,所需炸药单耗的预测方法及其计算过程。根据使用经验,对在露天矿爆破开采中使用Kuznetsov和Rosin-Rammler 数学模型进行爆破参数优化等提出了评价和建议。     

大红山铜矿束状孔采矿及爆破振动监测技术

研究大红山铜矿束状孔当量球形药包爆破采矿技术,通过经验公式预测爆破块度与束状孔及炸药单耗的关系,设计束状孔爆破布孔及装药结构,爆破大块率较低,矿石块度均匀,出矿进路无破坏。采用DSVM-4C型爆破振动测试仪对爆破过程的动态振动波型及振动速度进行监测,监测结果与经验公式预测安全距离基本一致,安全距离应大于180 m。     

含水露天矿加强水封塞爆破技术研究

在露天矿山爆破中,台阶上部是大块产生的主要部位,一直未能得到很好的解决,当炮孔含水时这一问题尤为显著。鉴于目前很多露天矿山大多炮孔为水孔的情况,为了减少爆破时台阶上部产生的大块率,通过对高冲击下水介质特性的分析以及在和尚桥铁矿的现场试验,提出了大孔径加强水封塞爆破装药结构,即在炸药与填塞物之间留取一定长度的水柱,在水柱与填塞物之间设置加强封塞药包。经过对加强水封爆破技术的理论分析、计算及现场工程试验,结果表明大孔径加强水封塞爆破技术可改善台阶上部岩石爆破后的块度组成,大幅减少大块率,有效提高炸药有效能量利用率,降低爆破后二次破碎成本,提高矿山生产效率。同时,该技术可以有效降低爆破粉尘,创造良好的作业环境,在同类相似矿山推广应用,可以取得较好的经济效益和社会效益。     

中深孔光面爆破技术在岩石巷道掘进中的应用研究

为了提高煤矿岩石巷道掘进速度和成型质量, 减少浅眼巷道爆破循环转换过程中的各种辅助作业时间, 提高循环进尺, 根据试验巷道的现场施工条件, 进行了中深孔光面爆破技术的应用研究。研究结果表明: 与试验前相比, 试验岩巷平均炮眼利用率提高了9.5％, 平均单循环进尺增加了0.94 m, 炸药和雷管单耗分别降低了0.53 kg/m³和3.14 发/m³, 每米巷道的炸药消耗量和雷管消耗量分别降低了17.86 kg/m和50.7 发/m, 周边眼痕率达到了50%～80%。该技术大幅提高了巷道掘进速度、光面爆破效果和巷道成型质量, 取得了良好的技术经济效益。     

预裂爆破技术在江西某露天矿山的应用

露天矿山上部靠帮边坡组的稳定性至关重要，其直接影响下部平台的作业安全。预裂爆破技术在终了靠帮边坡的成功应用不仅能减弱爆破对边坡的震动，保证终了靠帮边坡稳定，还可减少终了靠帮边坡后期的维护与管理费用，为矿山安全生产创造有利条件。采用预裂爆破技术进行终了靠帮边坡控制爆破，根据岩体的地质特征，针对不同岩性部位设置预裂爆破的合理参数，解决了矿山前期开采过程中靠帮边坡爆破质量不理想、裂隙交错、边坡面破碎不完整、散块挂帮率高等一系列问题，确保了最终境界边坡的稳定性。     

岩体主结构面控制爆破技术的实践

岩体中主结构面是控制岩体爆破效果的主要因素之一。在地下矿山深孔爆破中，合理运用主结构面控制爆破技术，可以提高每米崩矿量、降低炸药单耗、减少二次破碎量，极大地改善矿岩的爆破效果。     

安家岭露天矿台阶爆破质量优化研究

为了提高安家岭露天矿煤岩台阶的破碎效果，降低爆破成本，比较深入地分析和研究了岩体的节理裂隙、孔网参数的布置、起爆方式以及台阶深孔爆破装药技术等几种因素对台阶爆破效果的影响。针对该矿在爆破生产过程中遇到的拉底和大块问题，通过改变和调整孔网参数、装药结构、炸药单耗、起爆药包位置及微差间隔等技术措施，改善了煤岩台阶的破碎效果。实践表明，这些爆破技术的优化提高了该矿的综合生产效率，也使开采成本得到了一定的控制。     

装药结构对深孔爆破粉矿产出率的影响研究

针对南方某矿大直径深孔爆破生产过程中因粉矿产出量过高而导致的矿石损失问题,开展了不同装药结构对粉矿率的影响研究。基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了6种装药结构模型,从模型单元失效比例和爆后块度分布两个方面进行了分析比较。结果表明,在炮孔、炸药直径不变的情况下,通过改变单层药包条数和空气间隔距离的方式,得到装药结构2(1条炸药-1.0 m间隔-1条炸药)的粉矿比例为11.53%、大块比例为5.43%,且其单个区域失效比例方差和单个区域与整体区域失效比例差值方差均较小,为最优炮孔装药结构。工程实践结果表明,装药结构2可以有效降低矿石粉矿率和大块率,提高矿石资源回收率,提高矿山经济效益。     

露天矿复杂矿体大方量压渣爆破试验

为研究复杂矿体大方量压渣爆破在纵深方向上的爆破质量变化和矿废混合情况,在非洲某大型露天铀矿进行了现场试验,爆破台阶高度7.5 m,炮孔18排,爆破方量35万t。结果显示,靠近渣体的爆堆（松散区）在隆起高度、块度分布以及电铲效率等方面优于远离渣体的爆堆（密实区）,揭示出大方量压渣爆破效果沿纵深方向变差。爆破后,试验区块矿量总体增加14.6%,品位下降4%,废石量减少28.8%,松散区矿废互混更加明显且矿岩量增加,密实区矿岩量减少。为改善密实区爆破效果,提出采取“一个爆破区块,两套爆破参数”的策略。     

磷铁矿床中深孔爆破设计方案优化研究

针对应用无底柱分段崩落法开采的某磷铁矿床在爆破作业中存在的问题,对爆破能量的释放过程和由爆炸引起的岩石裂隙的生成过程进行了研究,进而优化了该矿无底柱分段崩落法采区中深孔内的装药结构、装药方式和起爆方式。工程实践结果表明:优化后的装药结构能够显著提高爆破对岩体的爆破效果,并有效地降低爆破大块产出率,从而能够为该磷铁矿床确定合理的中深孔爆破方案提供依据。     

基于爆破漏斗试验的大直径深孔爆破参数研究

根据利文斯顿爆破能量平衡准则, 在安庆铜矿生产现场, 进行了系列单孔爆破漏斗试验以及变孔距多孔同段爆破漏斗试验。对现场应用的两种炸药爆破漏斗特性曲线、爆破漏斗体积与炸药埋深及其与漏斗半径关系、爆破漏斗的最佳埋深与临界埋深、爆破漏斗的炸药单耗等内容进行了分析研究。据此, 确定了与矿岩条件相匹配的炸药类型, 计算选择了安庆铜矿采矿生产所需的大直径深孔爆破参数, 推荐安庆铜矿1^#矿体深部矿房采场大直径深孔爆破采用MRB乳化岩石炸药, 钻爆设计参数为: 单层药包重量: 中间排孔29～34 kg; 边排孔24 kg。单层药包最佳埋深: 中间排孔1.78～1.89 m; 边排孔2 m。分层装药高度: 中间排孔1.23～1.44 m; 边排孔1 m。分层爆高: 2.5 m。最佳漏斗半径: 1.69 m。炮孔间距: 3.2 m。 单孔控矿面积: 10.24 m²。平均炸药单耗: 0.33 kg ～0.365 kg/t 。     

综采工作面过大落差断层深孔预裂爆破技术

为解决综采工作面遇大落差硬岩断层阻碍推采问题,分析传统过断层方法以及现有研究技术弊端,对过大落差断层深孔预裂爆破技术展开系统研究。针对大落差断层产状不明晰,过断层路径设计不精确的问题,提出了断层产状探测技术,优选断层探巷布置方案,根据其揭露信息建立了断层走向计算模型;针对深孔爆破技术在工作面、运输巷、回风巷不适用的问题,研究预掘爆破巷关键技术,提出了爆破巷布置原则及布置参数计算方法,确定了爆破巷内实施深孔预裂爆破的方案,设计了耳式硐室施工方法,解决了大药量集中爆破难题;基于岩石爆破理论,结合过大落差断层工程特点,针对性设计孔径、孔深、装药量、封堵长度、炮孔布置及爆破振动安全控制,形成了完整的爆破参数选取及计算方法。新巨龙煤矿2302N工作面下平巷揭露综合落差125 m硬岩断层,通过下平巷揭露点依次布置的6个探测孔,探明了断层向工作面延展初始走向,设计了垂直断层走向、沿煤层底板掘进探巷方案以及沿断层下盘煤层底板掘进爆破巷方案;通过实测信息规划了过断层路径,根据路径内断层产状变化划分了8个爆破区域,设计了各区域内爆破布置参数,并借助数值模拟对爆破效果进行了预测分析。应用效果表明,爆破裂隙贯通效果良好,采煤机过断层截齿消耗减少了40%~50%,相比传统过断层方法节省了时间一倍以上。新巨龙煤矿多个工作面均成功完成了过大落差工程应用,在保障工作面高效连续推采、减少过断层成本、保证爆破安全等方面取得了良好的效果。