内蒙古某金矿露天沟槽爆破优化研究

摘要

露天开采需要在水平面挖掘大量沟槽以形成台阶自由面，沟槽爆破的爆破条件较差，底盘有较大的夹制力，容易产生根底；沟槽爆破的爆破效果直接影响到矿山经济效益。目前，内蒙古某金矿沟槽爆破存在较严重的根底问题，爆破方案不合理是产生根底的主要影响因素，因此，研究沟槽爆破的特点，优化爆破方案，改善沟槽爆破效果，减小根底的产生非常有必要。以该矿山的沟槽爆破为研究对象，通过对根底产生的原因进行分析，确定解决方案，应用ANSYS/LS-DYNA软件模拟爆破过程，根据模拟数据，提出优化方案。主要研究工作及成果：
　　(1)基于该矿山的地质条件和矿山开采现状，对现阶段存在的问题进行多方面的原因分析，并且结合矿山的实际工程条件提出相应的解决方案，结果表明，利用数值模拟方法优化超深是解决根底问题最有效的方法之一。
　　(2)应用ANSYS/LS-DYNA软件模拟药包在单自由面条件下的爆破，根据应力云图分析爆炸后应力波的传播过程及应力的分布情况；基于岩石破坏判定准则，对比应力峰值与动态抗拉强度的大小关系，得到距离爆破自由面不同深度水平面岩石的破坏范围，确定相应的爆破漏斗形状。结果表明，利用数值模拟软件定量分析岩石的破坏范围，利用自由面的爆破漏斗半径及分段底部岩石破坏半径来评价沟槽爆破效果是可行的。
　　(3)结合矿山的实际爆破环境及爆破参数，建立相应的数值计算模型。通过改变模型炮孔的超深值，分析自由面的爆破漏斗半径和分段底部岩石破坏半径的变化，利用这两个半径来评价沟槽爆破效果，得到合理的超深值。结果表明，随着炮孔的超深的增大，自由面的爆破漏斗半径逐渐较小，分段底部岩石破坏半径逐渐增大，变化趋势均逐渐趋于平缓。针对不同的爆破方案，φ140mm和φ100mm炮孔模拟得到的合理超深能够有效改善沟槽爆破效果，解决根底问题。
　　(4)利用数值模拟对露天沟槽爆破的优化研究，不仅可以应用于矿山的掘沟工程，也适用于其它的沟槽爆破，有效地节省了人力、物力和财力，克服了现场爆破实验的不可重复性缺点。
　　通过该研究，加深了对沟槽爆破机理的认识，得到了沟槽爆破效果的判断依据，为矿山的爆破方案提供了相应的优化方案。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 选题背景

1.3 研究的目的和意义

1.4 国内外研究现状

1.5 研究工作及方法

第2章 某金矿露天开采概况

2.1 工程概况

2.2 矿山开采方案

2.3 存在问题及原因分析

2.4 本章小结

第3章 数值模拟计算模型

3.1 数值模拟及软件介绍

3.2 材料参数选取

3.3 模型参数的设置

3.4 岩石破坏的判断准则

3.5 本章小结

第4章 应力波传播及爆破漏斗数值模拟

4.1 岩石爆破破碎理论概述

4.2 柱状药包单自由面爆破模拟

4.3 爆破漏斗

4.4 本章小结

第5章 不同孔径炮孔合理超深的优化

5.1 超深的理论概述

5.2 沟槽爆破单孔起爆φ140mm孔的合理超深

5.3 沟槽爆破单孔起爆φ100mm孔的合理超深

5.4 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及成果