急倾斜薄矿脉中深孔爆破围岩夹制作用机理及定量表征方法

摘要

以甘肃某金矿急倾斜薄矿脉为工程背景，针对急倾斜薄矿脉中深孔爆破围岩夹制作用大，矿石贫损大的问题，采用现场调查、PMMA(有机玻璃)爆破模型试验与数值模拟相结合的方法，深入探究了薄矿脉爆破围岩夹制作用机理，提出并建立了围岩夹制作用的定量表征方法。开展PMMA爆破模型试验，分析了薄矿脉不同采幅条件下的爆生裂纹分布规律，结果表明：薄矿脉采幅减小，降低了炮孔周围爆破粉碎区以及破裂区的半径，抑制了爆破裂纹的发育。开展了不同薄矿脉采幅条件下的爆破数值模拟，结果表明：薄矿脉采幅减小，爆破自由面处反射叠加的爆破能量减小，爆破破岩的体积也相应减小，更多的爆破能量以动能的形式散逸不能有效破岩。基于爆破能量分析结果，提出了薄矿脉爆破夹制系数的定量表征方法，即采用半无限工况和窄幅工况下爆破自由面中心点处的总能量峰值之比来定义夹制系数，并用该指标来表征夹制作用的大小，进而通过采幅宽度和岩体力学参数建立了爆破夹制系数预测模型，为急倾斜薄矿脉中深孔爆破参数的优化设计提供了理论依据和技术支持。

关键词

急倾斜薄矿脉 / 中深孔 / 夹制作用 / 自由面宽度 / 定量表征

基金资助

国家重点研发计划(2022YFC2903802)