间柱采场深孔爆破落矿采矿工艺关键技术数值模拟研究

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间柱采场由于受矿房回采的影响,矿岩较为破碎,采矿工艺相对复杂。本文以凡口铅锌矿深孔爆破落矿技术研究课题为依托,对间柱采场深孔爆破落矿采矿工艺的关键技术进行研究。选用数值模拟方法作为研究手段,静力过程采用FLAC3D进行分析,动力过程采用ANSYS/LS-DYNA3D进行分析。本文的主要内容和取得的研究成果为:   (1)采用FLAC3D研究确定拉槽区最小安全破顶厚度,编写强度折减程序求解破顶层的稳定性安全系数。得出当跨度为6m和8m时,试验采场拉槽区最小安全破顶厚度为3.5m;跨度为10m和12m时,最小安全破顶厚度为4.0m。   (2)采用ANSYS/LS-DYNA3D对13种拉槽爆破进行数值模拟,确定拉槽工艺最优参数。研究结果表明,采用单药卷装药结构和双药卷装药结构时,最佳孔距分别为1.4m和2.0m。   (3)采用ANSYS/LS-DYNA3D模拟侧向爆破后冲作用,并对其进行控制研究。结果表明,炮孔采用体积不耦合系数为0.385的空气间隔装药结构时,既可得到合适爆破块度,后冲作用又最小。   (4)采用ANSYS/LS-DYNA3D对相同装药量的5种不同边孔装药结构进行爆破模拟,以优化边孔装药结构。研究表明,炸药在炮孔内分布越均匀,爆破对充填体的破坏效应越小;此外,采用空气间隔装药时,爆破能量分布更均匀,能更有效地控制爆破振动。实际爆破中,边孔可采用“0.8m炸药+0.5m竹筒”的装药结构。
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