高台阶抛掷爆破速度规律的数值模拟

为了获得高台阶抛掷爆破作用下岩石的抛掷速度变化规律,结合现场实验,采用理论分析、高速摄影技术、数值计算方法开展研究.研究结果表明,炮孔内炸药起爆后,坡面岩石抛掷初速度达到最大值的时间在93～105 ms之间,最大抛掷初速度在18～28 m/s之间;坡面岩石的最大抛掷初速度在延炮孔内传爆方向呈增长、稳定、下降的趋势;岩石抛掷运动过程的最后阶段呈自由落体运动,个别岩块的运动速度存在增减现象,主要是由于岩体破碎后岩块间存在的相互碰撞作用;高速摄影实验结果验证了数值计算结果的正确性、RHT材料本构模型及参数在高台阶抛掷爆破数值计算过程中的可用性。

黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破混凝土模型的相似材料配比试验研究

小尺寸模型试验在爆破机理研究中具有重要作用,相似材料的选取是模型试验的前提。以准格尔黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破为原型,利用量纲分析法确定了模型与原型之间的相似关系,采用河砂、碎石(<7 mm)、石膏、水泥、水等相似材料成分按照5种配比制作了标准试件,对标准试件进行单轴抗压强度试验和纵波波速测试试验,得到了各配比相似材料的密度、抗压强度、弹性模量、波阻抗等物理力学参数;同时制作了5种配比下的圆柱体素混凝土模型,通过单孔爆破漏斗试验算出各配比相似材料的单耗,最终选取了合适的模型材料配比,该配比可用于下一步的高台阶抛掷爆破模型试验。

基于Weibull模型的高台阶抛掷爆破爆堆形态BP神经网络预测

为了预测高台阶抛掷爆破爆堆形态,引入Weibull模型作为数学模型对实测爆堆曲线进行模拟,在此基础上,将试验中影响爆堆形态的8个参数与模拟得到的Weibull控制参数及松散系数作为输入输出层学习样本,建立BP神经网络。结果表明:Weibull模型可以较好地模拟真实爆堆。利用训练完成的BP神经网络预测爆堆形态时,各参数的预测误差均未超过5%,预测爆堆曲线接近真实爆堆曲线,其中Weibull模型控制参数的预测精度直接影响预测结果,松散系数ξ的预测精度则在将Weibull概率密度函数反无量纲化的过程中间接影响预测效果。

高台阶抛掷爆破爆堆形态预测的分排Weibull模型

为实现对高台阶抛掷爆破爆堆形态的动态预测,研究了爆堆形态与抛掷爆破参数(各排炸药单耗qi)之间的函数关系,将单排抛掷堆积分成上、下偏体和正体3个部分,基于质量守恒定律建立了高台阶抛掷爆破爆堆形态的分排Weibull分布预测模型,并开发了相应的预测程序。预测结果表明:当H≥35m时,能取得较好的预测效果;在爆堆起始点,预测爆堆高度普遍低于实测爆堆曲线;在煤层顶板预测爆堆堆积高度普遍高于实测爆堆曲线;预测爆堆曲线在靠近堆积起点处和台阶坡面处堆积轮廓线角度大于松散岩体堆积的自然安息角,应该对其进行修正。影响因子ki的选取对模型预测效果影响显著,其合理值的选取是个难点。

某露天煤矿高台阶抛掷爆破地震效应监测与分析

为了积累高台阶抛掷爆破时地震效应的经验,采用M in iM ate P lus爆破地震仪对黑岱沟露天煤矿第一次高台阶抛掷爆破产生的地震效应和爆破噪声进行了监测,详细地分析了爆破地震波和爆破噪声的强度、频率、持续时间等特征参数。分析结果表明,本次爆破对矿区周围的被保护对象不会造成破坏,并可以利用仪器记录爆破地震波和爆破噪声起始时间的差值,计算出岩体的纵波速度。研究结果对该矿山后续的高台阶抛掷爆破的设计具有参考价值。

黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破分析

通过对黑岱沟露天煤矿高台阶抛掷爆破过程中局部部位容易产生片帮等问题的分析,有针对性地采取应对措施,并取得了一定的成效。但由于受某些客观因素的影响,片帮等问题还在一段时间内继续发生,可以用综合治理的办法,使片帮等问题的不良影响控制在一定范围内,保证抛掷爆破工程安全顺利进行。

高台阶抛掷爆破质量分析

对黑岱沟露天煤矿进行的30次高台阶抛掷爆破所产生的质量问题进行归纳、分类,对其产生的原因进行分析并制定了相应的预防措施,从而提高了爆破质量和拉斗铲的作业效率。

采空区高台阶抛掷爆破的技术措施

目前黑岱沟露天煤矿在2009年西二高台阶抛掷爆破区遇到马家塔小煤窑采空区,给爆破作业提出了新的课题。通过对高台阶抛掷爆破不能冒落采空区的原因分析,找出了不能冒落的原因,为以后高台阶抛掷爆破冒落采空区制定了相应的技术措施和设备在采空区范围内作业的安全技术措施。

露天矿高台阶抛掷爆破时采空区的处理

神华准能公司黑岱沟露天煤矿在2006年底完成吊斗铲倒堆工艺的扩能改造,自2007年3月实施第一次抛掷爆破,至今已完成了30次。2009年初抛掷爆破高台阶进入马家塔小煤窑采空区,为保证露天矿大型、特大型设备及人员的安全,对抛掷爆破高台阶如何处理采空区进行了初步探讨。

高台阶抛掷爆破冲击控制的研究

黑岱沟露天煤矿抛掷爆破规模大,单孔装填炸药量最大达到5吨,单次爆破总装填炸药量最大达到1800吨,为国内之最。控制爆破产生的次生灾害问题尤为重要,特别是爆破冲击波较大,给炮区附近加水站造成破坏,针对此问题,对高台阶抛掷爆破产生的冲击波进行分析,采取对预裂炮孔进行合理充、分组以及对炮区周围建筑进行门窗固定等技术措施,避免高台阶抛掷爆破产生的冲击波对周围建筑造成损害,确保抛掷爆破作业的安全。

高台阶抛掷爆破使用数码雷管的经济合理性分析

神华准能公司黑岱沟露天煤矿是我国第一家引进高台阶抛掷爆破配合拉斗铲倒堆工艺的矿山,在高提爆破工程的科学技术水平的含量和质量,充分发挥拉斗铲的生产能力是非常重要的,但是使用高科技产品必须经济上合理,即提高爆破质量的同时,必须不增加生产成本,为企业和社会创造财富。

基于GA-SVM的露天矿抛掷爆破抛掷率预测

分析了高台阶抛掷爆破的机理过程,并从自然地质、爆破设计和人为操作3个角度出发,结合某矿区的实际开采情况,提取其中10个参数作为影响该矿区抛掷爆破效果的主要因素,以爆破领域中广泛接受的抛掷率作为抛掷爆破效果的评价因子,采用此矿区爆破生产中的实际数据建立了基于遗传算法优化的支持向量机模型GA-SVM。基于建立的GA-SVM模型,采用平均影响值(Mean Impact Value,MIV)作为评价标准,对各因素的影响程度进行了评定。结果表明:①GA-SVM模型能够比较快速、准确地根据此矿区的爆破设计参数预测出抛掷爆破的抛掷率,平均预测精度稳定在83.75%,与其他智能算法如BP,RBF,GRNN相比,GA-SVM具有更好的鲁棒性和更佳的预测精度。由于计算流程的统一性和预测方法的普适性,GA-SVM模型对于其他抛掷爆破参数(如最远抛距、松散系数等)也具有良好的外推性;②对于此露天矿区而言,在其自然因素(如岩性等)和爆破设计因素(如炸药类型、起爆顺序、装药结构等)已确定的情况下,台阶高度、炸药单耗与抛掷率正相关,且台阶高度比炸药单耗对抛掷率的影响更大;而最小抵抗线、坡面角和剖面宽对于抛掷率呈现负相关,其他影响因素对于此露天矿抛掷率的影响较弱。

露天煤矿抛掷爆破振动效应的研究

通过对黑岱沟露天煤矿爆破的振动测试,对高台阶抛掷爆破的振动特点进行了分析。通过对爆破地震频谱的分析,发现爆破振动主频率较低,爆破地震持续时间接近3 s,并指出黑岱沟露天煤矿在此条件下爆破是安全的。

控制预裂孔穿孔方向的一种科学方法

文章介绍了黑岱露天煤矿在大孔径、高台阶深孔预裂爆破穿孔爆破工程中探索出的一种用GPS定位系统,采用孔位标和方向标控制预裂孔的方向角偏差不超过0.5°的有效科学方法,以及其应用于高台阶抛掷爆破工程的实例。

神华准能：走向“露天”

神华集团旗下的准格尔黑岱沟露天煤矿是中国五大露天煤矿之一，堪称世界采矿工艺集大成者。在神华准能30多年的跋涉征程中，“露天煤矿高台阶抛掷爆破与吊斗铲倒堆工艺技术及应用”项目的实施与推进，有着特殊历史意义。它是神华准能这艘能源巨舰大踏步走向“露天”，向着“中国第一、世界一流”迈进的重要一步。