基于爆破振动的极限边孔排距的确定方法研究

在金属矿山,当采用两步骤嗣后充填采矿方法回采矿体时,二步骤矿柱的回采会面临两侧为充填体的工况,导致矿石贫化率和损失率难以得到有效控制。为了应对阿舍勒铜矿二步骤采场面临的贫化损失问题,基于爆破振动波传播规律,设计了现场爆破振动效应试验,采用微震传感器对采场爆破振动波进行了有效采集,分析与研究了矿、充填体中的振动波衰减规律,结合爆轰压理论,计算了采场爆破不影响两侧充填体稳定性的极限边孔排距,并选取试验采场进行了工业试验。优化边孔排距的二步骤试验采场顺利回采后,经三维激光扫描,未见采场两侧有矿石挂壁或充填体大面积垮落现象,采场贫化率5.94%、损失率3.99%,应用效果显著。     

大直径深孔采矿爆破对充填体的影响分析

为了提高生产效率,安庆铜矿目前主要采用大直径深孔爆破工艺进行爆破崩矿生产,大直径深孔爆破振动效应已经对充填体造成了不同程度的影响和破坏。为确定井下采场大爆破的规模,预测和掌握爆破振动的影响范围和破坏程度,对井下大直径深孔爆破不同爆破规模、爆破方式、单段起爆药量的爆破振动速度等参数进行理论计算预测,同时开展了现场爆破振动监测试验。根据安庆铜矿采场大直径深孔爆破振动效应测试的结果,利用回归计算、理论分析等多种方法系统地研究安庆铜矿采场大直径深孔爆破振动效应对充填体的影响,进而结合安庆铜矿爆破生产的实际情况提出降低大直径深孔爆破振动强度的控制技术措施及建议。     

破碎围岩矿体预控顶分段空场嗣后充填法的研究与实践

针对阿舍勒铜矿650 m中段破碎围岩矿体,采用分段崩矿阶段空场嗣后充填采矿法采场发生垮塌的状况,提出了预控顶分段空场嗣后充填法开采的技术方案。7个采场的回采实践表明:该采矿方法适合阿舍勒铜矿上盘围岩破碎矿体的开采技术条件,并具有采场稳定性好、作业安全、贫化损失率低、生产能力大、综合经济效益高等突出优点,采场实际损失率为4%~5.7%、贫化率为3.3%~10.9%。     

深部金属矿采场顶板滑移冒落微震时空演化规律

针对阿舍勒铜矿深部采场顶板滑移性破裂过程中的微震时空演化、灾害孕育诱发因素与发生机制进行了系统研究。结果表明：微震时空分布可以直观反映岩体内部裂纹的演化过程;采场冒落前,微震活动 性出现明显减弱现象,但微震能量呈现幂率加速释放态势;在所监测的微震事件中,剪切型破裂占比达68%,且主要集中于矿岩接触带处,顶板则为张拉型破裂为主的非剪切破坏区。采场顶板滑移性冒落是接触带两侧 矿岩体物理力学性质差异性和附近采场强烈回采爆破扰动共同作用造成的。在进行深部金属矿体边界区域回采时,应加强地压灾害孕育发生过程的实时监测,并采用及时充填和减小爆破扰动等措施,降低采场顶板冒 落风险。     

进路式采矿爆破振动波在充填体内的传播规律研究

在地下金属矿山开采过程中，凿岩爆破产生的爆破振动是导致围岩破裂和充填体破坏的重要因素。为研究进路式开采充填体内爆破振动波的传播规律，以焦家金矿为工程背景，开展了现场爆破振动监测。通过合理的测点布置，结合萨道夫斯基经验公式，比较研究了传播介质、有无充填体及充填体的厚度对爆破振动传播规律的影响。结果表明：与岩体内的爆破振动传播相比，爆破振动在充填体内传播时萨道夫斯基公式中的场地系数K、衰减系数α均明显增大；相比无充填体条件，采场底部充填体的存在会使爆破夹制作用减小，从而导致场地系数K和衰减系数α变小；充填体厚度越厚，场地系数K越小，而衰减系数α基本不变。     

上向水平进路分层膏体充填采矿法在谦比希铜矿的应用

介绍了谦比希铜矿西矿体厚大矿体回采方案和膏体充填系统,运用自立强度计算方法论证了膏体充填强度的适用性,引入小断面控制爆破技术有效控制了爆破震动对充填体的破坏。上向水平进路分层膏体充填采矿法成功应用,回采率提高至75%~80%,贫化率控制在6%,采切比降低至90～100 m3/kt,实现了采场的安全高效回采。     

大体积充填体间矿体开采的采场结构参数优化

为了开采阿舍勒铜矿上下中段大体积充填体之间的隔离中段矿体,对隔离中段的采场结构参数进行了研究。结合矿山实际情况,对采场结构参数进行了多种方案的FLAC3D数值模拟,采用神经网络和遗传算法对模拟结果进行选择、优化,确定了最佳的采场结构参数。结果表明:将神经网络和遗传算法结合起来,利用FLAC3D数值模拟的计算结果,以充填体的破坏率为目标函数,取得了理想的优化效果,实现了采场结构参数值的连续不间断优化,很好地弥补了数值模拟的缺点。     

上向进路充填采矿法充填配比优化研究

谦比希铜矿西矿体采用上向进路充填采矿法进行回采,充填物料配比是影响该工艺技术经济指标的关键参数。为获得较为合理的充填配比,本文基于弹性力学理论及一维应力波理论,分别从充填体自立及采场爆破扰动的角度对充填强度进行了估算设计。同时结合不同配比条件下的充填强度及流动性测试结果,对充填配比进行了优选。结果表明:西矿体采场的充填强度应不小于0.8 MPa,当灰砂比为1∶8、充填浓度大于71%时,满足采场充填的强度及流动性要求,此结论为矿山充填工艺的制定提供了理论依据。     

萨热克铜矿采场爆破对相邻采场的影响

地下矿山采场爆破对相邻采场围岩的稳定性造成扰动是不可避免的,当爆破单段起爆药量过大时,采场容易出现片帮或冒顶。因此研究地下采场回采时爆破振动对相邻采场的影响,从而保证地下采场的安全和稳定是很有必要的。结合新疆萨热克铜矿生产情况,采用现场爆破振动测试和数值模拟分析相结合的方法研究萨热克铜矿地下采场爆破振动对相邻采场围岩的影响,利用萨道夫斯基经验公式对测试数据回归分析,得出地震波传播衰减公式。数值模拟研究爆破过程中邻近洞室的质点振动速度特点,相邻采场洞壁动应力分布规律以及爆破动应力与振动速度的关系。     

光面爆破在凡口铅锌矿间柱深孔爆破中的应用

凡口铅锌矿在间柱采场深孔爆破中,根据周边围岩、矿体和充填体的情况,采用光面爆破方案,在控制采场超采、保护边帮充填方面取得了一定的成效。介绍了爆破参数和装药结构的设计,总结了爆破的效果及存在的问题,并提出了相应的建议。     

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 。     

爆破地震波作用下含断层结构面高陡边坡动力响应分析北大核心

为了防止白马铁矿及及坪采场含断层的岩质边坡受爆破振动作用发生失稳,利用小波分析对现场监测点爆破地震波进行频谱能量分析,得到断层影响下高陡边坡爆破振动波传播规律,同时根据实际边坡建立边坡模型,分析在爆破振动作用下边坡断层岩体劣化效应对边坡动力响应及损伤规律的影响。结果表明:1)当爆破地震波在含断层结构面的高陡边坡中传播时,断层结构面对爆破地震波在边坡中的传播规律影响显著;2)爆破振动波在断层岩体区域传播时,断层岩体力学强度对振动波的传播有明显的影响,断层力学强度越低,对振动波的传播阻隔效果越明显。断层岩体力学强度的劣化加速了爆破振动波传播的衰减;3)不同断层岩体参数劣化工况下爆破振动下边坡损伤有明显变化,随着断层岩体力学强度的劣化,边坡抵抗变形能力减弱。     

阿舍勒铜矿微震监测系统站网布置的优化设计

根据新疆阿舍勒铜矿的矿山地质条件和地压活动规律, 拟定了两套微震系统站网布置方案, 一套是传感器七中段布置方案, 另一套是三中段布置方案。从有效监测范围、灵敏度和定位误差综合考虑, 最终确定传感器七中段布置方案。系统安装完毕后, 经过5次人工放炮手段来调试系统的定位精度, 最好精度达到7.1 m, 本微震监测系统能对井下地压活动准确监测预报。     

中小型矿山浅眼拉底柔刚圆筒支护自然崩落法

大冶市张敬简铁矿是一个小型磁铁矿,因为矿岩不稳固、节理裂隙发育而类属于全国四大难采铁矿之列。该矿先后选用四种采矿方法,均因安全没有保障。为此,必须寻求一种安全、高效、经济合理的采矿方法。2002年底,通过矿岩可崩性、破碎性的调查研究;平底结构和浅孔、微差爆破地震效应的分析研究;支护体结构形状、柔刚性能与安全技术的探索研究。在考虑民营矿山设备和民工技术素质的情况下,设计了"中小型矿山浅眼拉底柔刚圆筒支护自然崩落法"。由于"柔刚圆筒状支护"和"多矿柱、多通道、后退式、浅孔微差爆破拉底施工"的成功应用,从根本上解决了井下生产的安全难题。就此提高了采场生产能力,六年多来,一直保持很好的经济效益和社会效益。鉴定会上,专家组一致认为"试验是成功的,可以进一步推广应用"。     

三山岛金矿深部采场动力灾害监测与分析

三山岛金矿属于典型海底开采金属矿山,现已进入深部开采,采场地压显现活动增多,深部区域矿体开采过程中诱发动力灾害的监测技术亟待提升解决。选取三山岛金矿典型采场作为试验采场,构建爆破模型;同时确定监测区域,采用局域式微震监测技术进行监测,对采场开采过程围岩受应力变化及爆破扰动造成岩体微破裂事件进行监测分析,结果表明现有扇形中深孔爆破参数较合理,并可适当降低炸药单耗;此外,监测区域内岩体稳定性较好,开采诱发应力急剧增加并释放的可能性较低,但爆破落矿区域存在的安全风险较高。研究结果能够对开采过程的采场围岩稳定性进行有效评价和精确预测分析。     

马兰庄铁矿爆破震动测试分析

为评价马兰庄铁矿深孔爆破对采场200m外村庄的影响,对马兰庄铁矿爆破震动进行了观测,分析了爆破地震波传播规律,微差爆破地震波叠加情况及爆破震动对居民心理的影响等,提出了减少爆破震动的方法和措施。     

急倾斜薄矿体中深孔预裂爆破开采技术研究

某铜矿薄矿体主要采用浅孔留矿嗣后充填法开采,开采效率低下,贫化及损失指标难以控制。针对薄矿体开采存在的技术难题,运用中深孔对矿岩界限进行预裂爆破形成预裂缝,对矿体和围岩进行预分离。利用矿体内布置的中深孔爆破,改变矿体内岩石的稳固性,从而实现采场矿体的自然崩落落矿并与围岩进行有效的分离。研究表明:薄矿体中深孔预裂爆破开采技术通过矿岩界限预裂爆破分离矿体及围岩,矿体内炮孔爆破贯通对矿体稳固性改性后实现自然崩落落矿,能够控制采场回采边界,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于急倾斜薄矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

爆炸荷载下露天矿高陡边坡动力响应分析

为研究矿山高陡边坡在爆炸荷载作用下的动力响应规律,采用LS-DYNA软件,对威斯特铜矿的采场边坡进行完全动力有限元计算。对比分析了数值模拟和现场实测环境下爆炸应力波的传播规律,两者结果相接近。同时,通过对各台阶爆破振动速度的统计分析可知,随着台阶高程的增加,在台阶坡顶、台阶边缘至台阶内侧坡脚的1/3至1/2距离处容易产生高程放大效应。另外,利用极限平衡法原理,结合数值模拟计算结果,计算了在炸药起爆后400ms内边坡的时程安全系数,直观描述了爆破动力荷载对边坡稳定性的影响。