基于Aegis的无底柱分段崩落法中深孔爆破过程模拟与应用

无底柱分段崩落法因其回采效率高、结构简单、安全性高等优势被广泛应用于地下金属矿开采,其落矿方式常采用中深孔爆破。针对传统无底柱分段崩落法中深孔爆破设计过程繁琐、模拟效果不够直观等问题,开展了基于爆破设计与分析软件Aegis的中深孔爆破过程模拟与应用研究。首先介绍了该软件的模块构成和功能,并梳理和总结了模拟分析流程;其次研究了利用模型边界限制爆破空间以及利用爆炸能量的交错状态校验孔网参数的两项关键技术;最后基于该软件对某地下矿山无底柱分段崩落法中深孔爆破进行了数值模拟。研究结果表明:单排炮孔内爆炸能量集中且充盈了整个爆腔,连续耦合的装药结构以及0.3 kg/t的炸药单耗设计较为合理;临排炮孔间爆腔壁呈相切的状态,可能存在排间能量不足以完全破碎岩体的情况,2.2 m的炮孔排距稍大;预测的多条进路爆破块度质量分布结果均出现大块占比偏高的情况,与现场的工程实践结果一致,并以其中一次爆破后的爆堆照片为例进行说明,其大块率达到了18.03%。结合Aegis软件的模拟结果,分析炮孔排距偏大可能是导致大块率偏高的主要原因。此外还对实验分段的6个开采进路进行了12次爆破试验并加以模拟验证,得到了基本一致的爆破块度质量占比结果,有效佐证了该软件的现场应用效能。

某钨矿中直径深孔采矿工艺试验采场爆破参数研究

某钨矿为合理确定中直径深孔采矿法爆破参数,基于爆破漏斗理论和爆破相似理论,依次进行单孔、多孔同段和斜面台阶现场爆破漏斗试验,得出最佳爆破漏斗半径为0.66 m、最佳孔间距为1.0~1.2 m、最小抵抗线为0.9~1.19 m,推荐中直径深孔爆破参数为排距2.4 m、孔底距2.5~3.0 m、装药密度4.9 kg/m。采用推荐的爆破参数开展中直径深孔采矿工业试验,得出中直径深孔试验采场较原采矿法炸药单耗降低18%,采矿成本降低21%。表明爆破漏斗试验和深孔采矿工业试验是成功的,采用浅孔爆破漏斗试验法确定中直径深孔爆破参数是合理的,可为其他矿山爆破工艺参数优化研究提供借鉴。

无底柱分段崩落法中深孔爆破参数试验

在调查程潮铁矿东区的工程地质条件和现有采矿结构参数的基础上,根据利文斯顿爆破能量平衡准则,应用现场系列爆破漏斗试验方法确定了程潮铁矿东区大结构参数条件下无底柱分段崩落法合理的中深孔爆破参数;并根据相关公式应用VB语言开发了计算爆破漏斗体积的可视化程序;试验结果表明1.4—1.7 m的炮孔排距、2.6—3.0 m的孔间距为程潮铁矿合理的中深孔爆破参数。

中深孔无底柱分段崩落采矿法在云南镇沅金矿的应用研究

镇沅金矿区是低品位含泥质、含碳、砷、锑等有害元素的矿石类型,属于难采、选、冶的难处理金矿资源。部分矿段矿石和围岩都比较破碎,开采条件极其复杂。为了探求该难采矿体合理的回采工艺,提高矿山的经济效益和采矿技术水平,降低矿石损失与贫化,与科研院所合作,对矿区的主要矿脉进行了分条回采分层崩落采矿法、高分层连续崩落法及中深孔无底柱分段崩落采矿法的试验研究,以达到井下资源利用的最优化和矿山效益最大化。

丰山铜矿中深孔爆破参数优化研究

中深孔爆破效果直接影响采场稳定性、贫化损失率、大块率等回采安全与经济指标,中深孔爆破参数优化是开采中的一大难题。以丰山铜矿为工程背景,采用理论经验公式与现场爆破漏斗试验相结合的方式,对采场中深孔爆破参数及孔网参数进行优化。研究结果表明:爆破漏斗试验的药包中心最佳埋深为0.60 m,对应的最佳爆破漏斗体积和炸药单耗分别为0.289 m^(3)和0.30 kg/t,最佳爆破漏斗孔间距为1.8 m。基于爆破相似律理论,结合爆破手册校验,获得孔径Φ64 mm上向扇形中深孔的爆破参数为最小抵抗线为1.3 m,中深孔排距为1.1~1.3 m,孔口距为1.3~1.5 m,孔底距为1.8~2.4 m,炸药单耗为0.31 kg/t(0.96 kg/m^(3))。按照高×宽为15 m×10 m的采场结构参数设计了中深孔的孔网参数,每排中深孔共有13个炮孔,炮孔总长度为106.7 m,总装药长度为78.6 m。研究成果可为类似矿山的爆破参数优化提供经验借鉴。

软破岩层中深孔爆破参数优化研究

针对井下软破岩层中深孔爆破出现的眉线破坏、大块率高、炸药单耗高等问题,提出优化中深孔边孔角度、孔底距、采场边界距离、排距、装药量等参数技术方案,并进行了现场工业试验,对该方案的爆破效果、安全性等方面进行了综合评估。结果表明,边孔角度45°以上,增加炮孔,边孔孔底距1.6m~2m,爆破后块度均匀,大块率降低40%;排距增加到2.2m,爆破后采场眉线完好;炮孔与采场边界距离1.5m~2m,每个炮孔增加孔口与炸药距离1m~2m,炸药单耗降低22%;对中深孔爆破参数优化具有一定指导意义。

无底柱小分段中深孔崩落采矿法改进试验研究

伊士坦贝尔德金矿采用无底柱小分段中深孔崩落采矿法回采,因矿体薄、矿岩软弱破碎,实际采矿过程中显现出贫化损失大、效率低、安全性差、采矿成本高等突出技术经济问题。现场工业试验采取了矿岩分爆分出、敷设假底、中深孔爆破等改进措施,有效地解决了矿山开采难题,对类似矿山开采有一定的参考价值。

中深孔分段空场采矿法在高品位复杂难采厚矿段的应用

主要论述了中深孔分段空场采矿法在遂昌金矿高品位复杂难采厚矿段的应用 ,经过中矿段Ⅳ - 4矿体 4 2 0～ 4 6 0m中段L2 6～L30线采场的试验 ,实践证明此方法在该矿段应用是合理的、切实可行的 ,并取得了良好的经济。

无底柱垂直扇形中深孔分段崩落采矿法

中村钒矿床Ⅰ号矿体的底层矿体岩性为碳质粘土岩,与底盘近矿围岩呈渐变过渡状态,直至与灰岩相接,夹层岩性为碳硅质粘土岩,一般致密坚硬,顶层矿体层理及节理发育,稳固性较差至极差,顶盘为Ⅱ号矿体及Ⅲ号矿体,品位一般较低,层理节理发育,稳固性较差至极差。中村钒矿一直沿用房柱式留矿采矿法,夹层及顶层矿体作为护顶层,损失较大,今尝试设计垂直扇形中深孔分段崩落采矿法,寻求解决此矿山的采矿难题。

大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法在疆锋铁矿的实际应用

疆锋铁矿460 m以上矿体倾角大,为了寻找一种高效、安全、成本低的采矿方法,通过对空区极限跨度的研究,根据矿体赋存条件,提出采用大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法进行开采。此方法在分段爆破成井技术的应用取得较好效果,也为类似的矿山提供了工程实例。

竖分条预控顶中深孔抛掷爆破间隔胶结充填采矿法

针对河南前河金矿刘坪矿区新发现以安山岩为母岩的蚀变岩型金矿床，矿体厚度较大（6～10m），品位中等，走向长度在100m以上；矿体倾角46°～60°，上盘围岩比较破碎，节理裂隙发育，强度较低，需要进行支护；矿体稳固性属于中等；地表有公路通过不允许塌落，需要充填。为此，准备采用竖分条预控顶中深孔抛掷爆破空场嗣后间隔胶结充填采矿法，本文对此进行详细地分析研究。

倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法中深孔布置形式的安全性研究

当无底柱分段崩落法应用于倾斜中厚矿体,且回采进路垂直矿体走向布置时,矿石的回采及回收条件均与急倾斜厚大矿体有很大区别,中深孔的布置形式也有很大不同。针对某铁矿倾斜中厚矿体所采用的无底柱分段崩落法提出分区进行中深孔设计及施工,并针对各区段不同的矿石回收及回采条件,在中深孔排面形式、边孔角、炮孔长度等方面作出了优化改进。通过在矿山现场实践,证明优化改进后的中深孔施工方案可以明显改善缓倾斜中厚矿体的矿石回收情况,减少悬顶、隔墙等事故,实现了矿山安全高效回采。

垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿法在书记沟铁矿中的应用

垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿法是一种新的采矿方法,该方法在无底柱分段崩落采矿方法的基础上结合充填采矿法演变而来。在书记沟铁矿运用垂直深孔阶段强制崩落嗣后充填采矿法进行矿块回采,是一次全新的尝试。实践成果如下:1)增加了阶段高度,减少了开拓和采准的工程量,可以更早地对采场进行回采;2)提高了生产效率,减小了回采成本;3)凿岩和爆破作业的安全性提高。研究成果对提升公司技术水平,增强企业技术创新能力和核心竞争力,有效提高技术管理水平和经济效益具有重要的现实意义。

分段中深孔空场嗣后充填采矿法的应用研究

分析了分段中深孔空场嗣后充填采矿法的优点、注意事项、使用条件及分类,以某矿山为例,对分段中深孔空场嗣后充填采矿法的工艺进行了详细介绍。

基于模糊物元模型的中深孔爆破布孔优化研究

针对目前单一爆破布孔参数优化方法的主观性带来的误差或不合理等问题,提出了一种基于模糊物元模型与数值模拟相结合的中深孔爆破布孔参数优化综合评价方法。根据某矿实际条件确定出不同中深孔爆破布孔优化方案,利用ANSYS/LS-DYNA模拟研究了不同方案的岩石爆破效果,分析其爆炸应力波与爆炸裂纹的扩展规律;结合数值模拟结果,采用模糊物元模型对爆破方案进行优选,最终确定平均有效应力峰值、大块比例、粉矿比例、钻孔量、装药量、进路顶板拉应力6个评价指标,优选结果表明:扇形炮孔数目为9孔时,关联度最大,为0.746,该方案爆破效果最佳。

中深孔分段凿岩阶段矿房采矿法在鑫达公司的应用

鑫达公司高品位矿脉多为薄矿脉,围岩极其破碎。针对其采用浅孔留矿采矿法开采存在的开采难度大、采矿损失贫化高和作业安全性差等问题,提出了中深孔分段凿岩阶段矿房采矿法开采该高品位矿脉,详述了设备选型和凿岩爆破参数的确定等。工业应用取得了矿块生产能力150~200 t/d,矿石贫化率20.5%,采矿损失率8.9%的良好指标,对今后中深孔凿岩爆破在薄矿脉的开采应用具有一定的指导意义。

平行中深孔落矿分段充填采矿法在石湖金矿的应用

石湖金矿采用上向水平分层胶结充填采矿法回采急倾斜中厚破碎矿体过程中,存在采场出矿能力低、工艺复杂、成本较高等问题,且靠近上盘的矿体夹杂部分绿泥石,冒落严重,极易塌方,已严重威胁采场内设备及人员的安全。结合石湖金矿矿体的开采技术条件,开展了平行中深孔落矿分段充填采矿法试验研究,在确保采场安全的情况下,通过改变现有的采矿工艺,尽可能减少采场上盘暴露时间和暴露面积,最终达到了提高生产能力,保证采场内人员及设备安全的目的。矿块生产能力提高至202 t/d,采矿直接成本降低至81.05元/t,经济效益明显,可供同类型矿山参考借鉴。

浅孔留矿与中深孔崩落联合采矿法在后沟金矿的应用

后沟金矿为一缓倾斜中厚矿体，其顶板直接或者间接与Ｆ５断裂带接触，给采矿方法的选择带来困难。后沟金矿采用平底结构浅孔留矿法先采矿房，后用中深孔崩落法回采矿柱，经两年多的生产实践，取得较好的技术经济指标。

中深孔分段凿岩阶段空场采矿法在鑫达矿业公司的应用

针对鑫达矿业公司应用浅孔留矿采矿法存在的采矿生产效率较低,作业安全性差,劳动力需求大等问题,开展了中深孔分段凿岩阶段空场采矿法试验研究,并在东柏树矿区进行工业试验。试验结果表明:中深孔分段凿岩阶段空场采矿法安全性能良好,生产效率达到150 t/台班,采矿损失率为23.90%,矿石贫化率为12.12%,有效降低了生产成本,提升整体的开采效率与质量,降低了劳动力的投入,为同类矿山开采提供借鉴思路。