矿岩充填体组合试件能量传递规律研究

为探讨矿岩-充填体组合试件的动态力学特征,使用取自云南玉溪大红山铜矿的含铜矿岩和分级尾砂制作矿岩和配比分别为1∶4、1∶10的充填体组合试件,利用分离式霍普金森冲击杆分别在0.20 MPa、0.22 MPa、0.24 MPa、0.26 MPa、0.28 MPa和0.30 MPa的冲击气压下对矿岩-充填体组合试件进行动态冲击试验,研究组合试件的能量传递规律和破坏模式。结果表明:当试件开始发生破坏时,宏观裂隙首先出现在试件边缘,并随着冲击气压增加而扩展,直到裂隙使充填体试件完全贯通,最终试件会完全破碎;组合试件的破坏模式主要表现为剪切破坏、张拉破坏及共轭剪切破坏3种;充填体试件的波阻抗变化反映了试件在冲击过程中的损伤演化规律;试件的吸收能密度随入射能量增加线性增加;在冲击气压为0.20 MPa时,矿岩和配比为1∶10的充填体组合试件较早发生剪切破坏;当冲击气压为0.24~0.30 MPa时,矿岩和配比为1∶4的充填体组合试件虽然发生破坏,但仍具有一定吸能特性,并且相较于完整状态下变化不大,而在此冲击气压下,配比为1∶10的充填体粉末占比达到约80%,这表明灰砂比较高的充填体部分具有更稳固的力学结构。

中等应变率下不同配比充填体的动态力学特征

通过设计6种较低的冲击气压对4种配比的充填体试件进行室内SHPB冲击试验来探究充填体的应力-应变曲线特征、动态抗压强度与应变率关系以及破坏模式。充填体取自云南玉溪大红山的分级尾砂,充填体的灰砂质量比分别为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10。冲击气压分别为0.20 MPa、0.22 MPa、0.24 MPa、0.26 MPa、0.28 MPa和0.30 MPa。研究结果表明:1)从应力-应变曲线可以看出,CTB1∶4和CTB1∶6到达应力峰值后卸载较快,表现为脆性材料的变形特性,CTB1∶8比CTB1∶10达到应力峰值后卸载阶段较为缓慢,CTB1∶10最为平缓;2)当平均应变率由10 s^(-1)增至50 s^(-1)时,配比动态抗压强度增长趋势陡峭程度CTB1∶4最陡,CTB1∶10最缓。试件CTB1∶4动态抗压强度受应变率的影响最明显;3)在应变率不变条件下,CTB1∶10的峰值应变更大,易发生变形。对配比相同的试件,CTB试件的损伤破坏程度随着应变率提高而不断增大。随着平均应变率的增加,试件由一定数量的大碎块向细小碎块甚至向粉末状的方向转化;4)当矿山使用料浆质量分数为72%的尾砂充填体时,推荐灰砂配比范围选择1∶6~1∶4。

精细爆破技术在矿山的研究与应用

针对传统爆破作业普遍存在凿岩精度低、爆破效果差、事故率高等问题,结合矿山爆破作业特点,将精细爆破的理念引入矿山爆破。本文首先简要介绍了精细爆破的定义及其发展现状,其次分别从精细化设计、精细化施工、精细化管理三个方面进行论述,并结合精细爆破技术在黑岱沟露天矿和山东唐口煤矿的应用情况作了进一步阐述。结果表明,与传统爆破相比,采用精细爆破技术,在施工效率、爆破效果、安全环保等方面具有明显优势。最后对我国未来精细爆破技术的发展进行简单介绍。