岩石巷道爆破参数优化与爆破效果评价

摘要

在岩石巷道掘进爆破时，由于掘进工作面相对较小，夹制作用较大，如果仍然采用传统爆破技术，将导致巷道超欠挖严重，围岩受到扰动破坏范围大，增加支护难度和支护成本，不仅影响施工质量还影响施工进度。鉴于此，本文以四川锦宁矿业有限公司大顶山矿区岩石巷道掘进爆破试验为基础，开展岩石巷道爆破参数优化及爆破效果评价研究，研究成果对改善类似矿山岩石巷道掘进爆破效果、提高掘进效率、改善支护效果和降低岩石巷道掘进成本具有一定的参考价值。
　　根据大顶山矿区现状，制定了岩石巷道爆破设计方案，在不同巷道进行了爆破试验和爆破效果评价，取得了以下成果:
　　(1)对每次爆破试验后，统计了爆堆尺寸、超欠挖位置和超欠挖范围，分析了大块特征及炮孔利用率，在试验基础上得到优化后的爆破参数。
　　(2)在巷道掘进爆破同时进行了爆破震动测试，根据测试结果发现在距爆源较近时，当测点正对爆源时，垂直方向振动速度明显大于水平径向振动速度;当测点平行爆源时，水平径向振动速度明显大于垂直方向振动速度;在相同的装药量和爆源距离时，正对爆源的垂直方向振动速度和水平径向振动速度都明显大于平行爆源的垂直方向振动速度和水平径向振动速度。
　　(3)根据岩石巷道爆破试验的统计结果，以统计爆破效果指标为参考数列、爆破设计参数为比较数列，分析了灰色关联度，得出影响平均超挖量的最大灰色关联度为辅助眼数目，影响最大超挖量的最大灰色关联度为周边孔距，影响最大欠挖量的最大灰色关联度为辅助眼数目，影响保留半孔率的最大灰色关联度为周边眼的单孔装药量，影响爆堆高度的最大灰色关联度为辅助眼的药量，影响爆堆长度的最大灰色关联度为掏槽眼药量。影响整个爆破效果参数的较大灰色关联度为周边孔药量、掏槽眼数目、掏槽眼药量。
　　(4)利用BP神经网络建立了爆破效果预测模型，预测结果与实际结果较接近。通过BP神经网络的预测结果来多次调整爆破参数，得出了针对大顶山矿区在确保爆破效果的情况下最经济实用的爆破参数。
　　(5)在灰色关联对爆破参数分析的基础上，利用层次分析法对影响巷道爆破效果的所有因素进行了更全面地分析，认为一级指标中岩石性质和孔网参数为主要影响参数，二级指标中岩体强度、理裂隙发育程度、孔密集系数和不耦合系数为较大影响指标。
　　(6)建立了岩石巷道爆破效果的模糊层次分析法评价模型，并以试验为基础进行爆破效果评价，其结果与试验结果一致;在评价结果基础上提出了改善大顶山矿区岩石巷道爆破效果的措施。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．2．1 岩石巷道爆破研究现状

1．2．2 岩石巷道爆破振动研究现状

1．3 研究内容和方法

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法及技术路线

2 岩石巷道爆破技术

2．1 掏槽技术

2．2 巷道光面爆破技术

2．2．1 巷道光面爆破概述

2．2．2 巷道光面爆破理论

2．3 小断面岩石巷道爆破参数计算

2．4 本章小结

3 大顶山巷道掘进爆破试验

3．1 大顶山矿区掘进爆破现状

3．2 岩石巷道爆破试验与效果分析

3．2．1 5717甩车道爆破设计与效果分析

3．2．2 5717-2#巷道爆破设计与效果分析

3．2．3 5717-3#巷道爆破设计与效果分析

3．2．4 爆破效果分析

3．3 岩石巷道爆破振动试验与结果分析

3．3．1 爆破震动现场测试方案

3．3．2 爆破震动测试结果及分析

3．4 本章小结

4 巷道爆破参数分析与优化

4．1 爆破效果影响参数的灰色关联分析

4．1．1 灰色关联度分析

4．1．2 爆破参数的灰色关联度分析

4．2 BP神经网络对爆破效果的预测

4．2．1 神经网络

4．2．2 基于BP神经网络对爆破效果的预测

4．3 最优爆破参数

4．4 本章小结

5 巷道爆破影响因素分析和爆破效果评价

5．1 基于AHP的巷道爆破效果影响因素分析

5．1．1 影响巷道爆破的因素分析

5．1．2 AHP在巷道爆破中的应用

5．2 基于三角模糊层次分析法的爆破效果评价

5．2．1 模糊层次法简介

5．2．2 三角模糊层次法在爆破效果评价中的应用

5．3 改善大顶山矿区爆破效果措施分析

5．4 本章小结

结论与展望

本文结论

不足与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果