巴润矿露天开采贫化控制技术研究及应用

在分析巴润矿贫化原因基础上,结合矿山生产实际,对巴润露天矿矿岩交界处的贫化率进行控制,提出了通过穿孔取样的方式精准确定矿岩边界、矿岩爆破分离、混合爆堆中矿岩石边界的精准识别及优化铲装技术等措施,有效降低了矿岩混杂情况,贫化率降到了2%以下,回采指标明显改善。

基于损伤的光面爆破参数优化数值模拟研究

针对大断面井巷掘进爆破产生的围岩损伤及超欠挖问题,需要对光面爆破参数进行优化研究。运用LS-DYNA软件,建立爆破模型,研究装药结构、孔间距与光爆层厚度对损伤变化的影响,并对现场参数进行优化。研究结果表明:炮孔装药部分两孔间损伤变化,在起爆后炮孔周围产生压裂损伤;随着冲击波扩展强度逐渐降低转变为应力波,此时矿岩未产生损伤破坏;随着应力波在炮孔间叠加效应,在中心线产生损伤并向两侧延伸;空气间隔装药损伤变化,随着应力波向空气间隔中心传播,损伤也逐渐向中心发展,损伤厚度逐渐降低,在中心处交汇并促进了损伤的扩展。空气间隔有利于应力波的传播,促进了损伤的发展。在空气间隔区域的原岩损伤主要是由相邻炮孔的应力波叠加与中间炮孔空气间隔区域两侧炸药引起的应力波的相互作用造成。空气间隔长度与炮孔孔间距增大,都会降低空气间隔区域岩石的损伤程度及厚度。根据理论计算与数值模拟结合,可以得出间隔距离为500 mm、孔间距为600 mm、光爆层厚度为700 mm较为合适。通过现场实验,提高了光面爆破效果,减少由于超欠挖现象造成的后期支护成本的增加,取得了良好的效果。

中部空气间隔不同比例装药对炮孔孔壁受力及碎石块度的影响

为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响,以Starfield迭加法为基础,得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式。在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型,对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析。最后,进行现场爆破实验,使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析。结果表明:中部空气间隔装药爆破时,孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征,装药段孔壁受到的冲击压力达到最大,冲击波以8字型向炮孔周围传播。当空气间隔位置在装药段中点时,上、下段药柱周围岩体受力大致相等,碎石块度相对均匀。因此,垂直台阶进行露天爆破开采时,为降低大块和粉料的产生率,空气柱上、下段可进行等比例装药,倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置。

掘进爆破振动作用下支护结构的安全距离

掘进爆破地震波对巷道围岩及支护结构的作用是地下工程和结构抗震的重要研究内容。根据爆破地震波位移势函数的特点,采用分离变量的方法,求解得到轴坐标系下围岩质点运动方程,给出了围岩中振速随轴向距离、径向距离和时间的变化规律。研究结果表明:爆破地震波所导致的围岩质点振动速度衰减极快,且与距离的1/2,3/2次方成反比;振动速度在轴向距离上的衰减比较剧烈,支护结构在距迎头工作面较短范围易受爆破振动影响。按照围岩与支护结构爆破振动安全振速,确定了不同爆破方式的爆破振动的安全距离,为巷道爆破方案与空顶距离的选择提供了理论依据。

不耦合装药爆炸波时频能分离及能量分布

为了对爆炸特征进行研究,选择了Cohen类分布中的Margenau-Hill分布函数就实测爆炸波信号开展了时频能分析,实现了爆炸波信号的识别定位和爆炸冲击波、应力波和爆生气体膨胀作用下的时频域动应变能密度区分离,通过计算得到了总动应变能和各分区的动应变能。就不耦合系数K和到炮孔中心不同距离R下的各分区动应变能与爆炸后损伤之间的关系进行了对比,提出了与损伤阈值Dcri有关的动应变能阈值Ecri为岩体是否破裂的能量判据。结果表明,动应变能大于Ecri时,岩体才损伤。

露天采矿矿岩分离爆破技术探索

露天爆破采矿时,矿石与岩石经常混杂在一起。针对此问题,提出应用等时线法分析爆破中岩石的移动方向,将矿石和岩石分别堆积,实现矿岩分离。通过等时线辅助分析软件,便捷地设计炮孔起爆时序,再根据矿山地质及爆破条件确定合理的延时时间,得到较好的爆破方案。工程试验中应用数码电子雷管爆破验证了矿岩分堆的效果,表明这种方法可以实现对岩石爆破移动方向的控制,并使矿岩分离。

某铅锌矿分段凿岩阶段空场法试验研究

针对某铅锌矿急倾斜厚矿体赋存状态、开采技术条件和矿的稳固程度,开展了分段凿岩阶段空场法试验;采准工程布置优化为改进B型,可节省工程量约30%;切割拉槽采用间隔装药分次爆破技术,有效避免了爆破悬顶和立槽产生;爆破回采时扇形中深孔A区采用孔底高威力起爆和B区孔口交错装药措施,降低了炸药单耗和装药量;可为类似矿体开采提供经验借鉴。

巴润矿矿岩混合爆区爆破分离技术研究

巴润矿是以开采铁矿石为主多金属矿种统筹开采的超大型露天矿山,矿床成因复杂,矿体空间上彼此交联,若采用大区微差爆破模式开采,易造成各类矿、岩相互混入,有用矿石回收率低、贫化率高的现象,若采用分穿分爆方式开采,爆区规模较小,生产效率低。针对此问题,提出了一次爆破矿岩分离爆破技术和电铲精准挖掘指示技术,在不降低生产效率的前提下实现矿岩混合爆区矿岩有效分离,降低废石混入率的目标。试验爆区表明,爆破分离技术实现了矿岩边界明显深凹沟槽、爆破矿石沿等时线方向抛掷运动的良好效果,同时利用矿岩边界指示系统,方便了电铲司机辨别混合爆堆的矿石和岩石,可有效降低矿岩混合爆区的废石混入率。

露天台阶爆破矿岩交界处损失贫化控制系统

露天台阶开采推进至矿岩交界处时,爆破设计造成的损失贫化对矿山的经济效益影响较大。为科学地进行矿岩交界处的爆破设计和损失贫化控制,结合爆破后冲线位置和爆破漏斗原理,提出矿岩交界处损失贫化控制系统,其功能架构主要包括数据输入、参数设置、损失贫化计算、采样数据拟合、损失贫化查询、优化决策和显示输出等。该系统在三维空间中计算损失贫化,使结果更加准确,并引入最小二乘拟合方法表达后冲线位置与损失贫化的关系,为查询和优化决策提供基础。在VS2010环境下研发出该系统,对内蒙古乌努格吐山铜钼矿的矿岩交界处损失贫化控制试验表明,该系统科学有效。

巴润矿矿岩混合复杂爆区爆破分离技术试验研究

巴润矿床成因复杂,矿体不规整、产状及空间形态无规律,爆区内常出现多矿种、众矿体和多岩性混合的矿岩分布状态。常规露天开采爆破过程使破碎矿(岩)石在爆堆中相互混合,导致矿石贫化、损失较严重。针对矿岩混合复杂爆区存在的矿体边界不清、爆破过程矿岩混合和电铲装车时难以直观辨识矿(岩)石等难题,提出了向矿(岩)体中部抛掷堆聚、矿(岩)体交界处爆破分离成清晰沟槽为核心的分离爆破技术方案。通过钻孔岩粉取样化验圈定爆区内矿(岩)体的实际边界,综合应用矿(岩)体中部等时线定向抛掷堆聚技术、矿(岩)体边界多自由面长延时对孔起爆抛掷分离技术和电子雷管精准起爆技术等,实现了爆破荷载作用下矿(岩)石有序堆聚和边界清晰分离的目标。基于颗粒流PFC3D的数值模拟研究初步确定了台阶深孔爆破矿岩分离的技术参数,在此基础上开展了现场爆破分离试验。现场爆破试验的台阶高度为14 m,炮孔直径为310 mm,孔排距为(8~10)m×6 m,采用三角形布孔方式。先行起爆紧邻矿岩分界的同排两侧炮孔,延时110 ms后同时起爆跨矿岩边界的同排两侧炮孔。爆区内以矿(岩)体中部为起爆零点的多“V”型精准起爆和等时线抛掷堆聚等技术的综合应用,实现了矿岩混合复杂爆区矿(岩)体中部堆聚、矿岩边界清晰分离的目标,出矿观测结果表明,矿石贫化率低于2%。

削壁充填采矿法在金渠金矿的试验与应用

针对金渠金矿缓倾斜薄矿体全面留矿采矿法开采存在的矿块生产能力低、损失贫化大、安全性差等技术问题,进行了削壁充填采矿法试验研究。详述了试验过程和技术指标,通过矿岩分爆分采、围岩抛掷爆破、充填等技术应用,收到了很好的试验应用效果。

壁式爆力削壁充填采矿法在峪耳崖金矿的应用

详细介绍了壁式爆力削壁充填采矿法在峪耳崖金矿的应用。对于矿岩界限明显、缓倾斜薄和极薄矿脉采用矿岩分爆、围岩抛掷爆破充填采空区技术 ,降低了损失率、贫化率 ,减小了采场暴露面积 ,提高了矿山综合经济效益。

巴鲁巴铜矿采矿方法的优化研究

简述了巴鲁巴铜矿的开采历史及地质状况,详细分析了原公司LCM各项采矿经济技术指标低下的原因。依据矿体开采现状提出采用单段空场开采方法,并试分析其开采的可行性及其技术路线,为安全高效回采矿体奠定了基础。

深孔预裂爆破在分层同采石门揭煤中的试验研究

针对响水矿井煤层瓦斯含量高,透气性差,抽采效果不佳,厚煤层分层同采石门揭煤频繁,煤层突出危险性较大的特点,采用深孔预裂爆破技术,对石门揭煤进行工程试验研究。工程实践表明:在石门掘进工程面实施深孔预裂爆破后,煤层透气性系数增加,钻孔瓦斯抽采浓度提高2.0~2.5倍;瓦斯压力降低91.7%,最大K_1值超限降低35.6%;平均揭煤时间降低90%;炮后瓦斯浓度降低近66.7%,消除了煤层突出危险,实现了分层同采石门揭煤巷快速安全掘进。

浅谈矿岩分离爆破技术在铜—曼露天矿山应用的可行性

矿产资源是国民经济发展的基础,是工业化国家赖以生存的必要战略资源。近年来,针对如何有效提高矿产资源的利用率,提高矿产资源的综合开发利用水平,避免高附加值矿产资源的流失,建设"绿色、安全、高效、可持续发展"的新型矿山,已成为当前矿山企业实现突破和转型升级的主要趋势,而矿岩分离爆破技术将作为矿山实现这一目的的途径之一。