中凯矿业大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究

摘要

装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题，造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废，严重影响生产效率；而盲目增大空气间隔长度比例则存在爆破大块率增加的风险。以矿山实际的炸药和岩石参数为基础，采用数值模拟软件LSDYNA开展大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料，以空气间隔长度比例为研究对象设计了12种装药结构方案进行数值模拟，得到了装药结构与爆破后冲作用、大块率、自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力等评价指标之间的关系。结果表明：自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力随空气间隔长度比例增加逐渐下降；当空气间隔长度比例小于等于30.5%时后冲作用明显，后排炮孔可能出现塌孔现象，当空气间隔长度比例大于等于45.3%时，存在大块率增加的风险，最优装药结构的空气间隔长度比例为44.2%。现场深孔爆破落矿试验表明，优化的装药结构爆破后大块率为7.1%且爆破后冲作用得到有效控制。

关键词

大直径深孔爆破落矿 / 装药结构 / 数值模拟 / 大块率

基金资助

国家自然科学基金重点项目(52130403); 国家自然科学基金-山东联合基金资助项目(编号：U1806208); 中央高校基本科研业务费资助项目(N2001033); 辽宁省中央引导地方科技发展资金项目(2023JH6/100100050)