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随着小东沟钼矿井下工作收尾,6000吨/天采矿工程投产,在采矿方法、采场结构参数确定、井巷开拓、采准矿量已足够的前提下,要确定适合矿山具体情况的回采爆破参数,为矿山具体实施采矿提供回采爆破参数选择的理论依据。为此,本文从理论研究、数值模拟两个方面对问题的解决展开了具体的研究,这两个部分工作彼此验证、补充和完善,最终提出了一套基于上述工作的回采爆破参数设计,以期对现场生产具有有利的指导意义。
⑴在理论上分析了地下回采扇形炮孔爆破破岩机理和大间距结构参数下各回采爆破参数的选择依据。利用弹塑性力学、损伤力学及岩石断裂力学原理,在考虑了初始损伤及二次损伤因素后,得到了裂隙岩体柱状装药(耦合装药情况下)爆破破坏范围表达式;根据小东沟钼矿的矿岩物理力学特性计算了孔径为90mm矩形孔爆破产生的压缩半径和裂隙半径。通过理论分析,对井下回采爆破参数的优化选择提出了一些新的方法,最终建立了适合小东沟钼矿的合理回采爆破参数设计方法。
⑵利用ANSYS/LS—DANY软件分别对典型孔底距、不同孔底距、典型抵抗线和不同抵抗线进行了爆破作用过程数值模拟研究,并对输出结果进行了相应的理论分析。验证了理论计算结果的正确性和爆破参数设计中的孔底距及抵抗线的合理性,模拟结论和理论推导结果相符合,相互论证了其合理性。
⑶利用ANSYS/LS—DANY软件对不同岩性爆破作用过程数值模拟的结果分析,验证同样使用本文的方法可以确定合理的孔底距和抵抗线。通过工程实例验证得出:当岩石的力学参数发生改变时,可以使用本文的方法计算合理的炮孔间距和抵抗线,可以为使用无底柱分段崩落法的矿山起到推广、借鉴作用。
⑷通过工业试验验证,根据理论计算和数值模拟的结果进行了参数设计,并对小东沟钼矿进行工业试验。对试验采用的爆破参数与理论设计爆破参数的效果进行了比较和分析,并就设计参数进行了修正,最终给出了小东沟钼矿的合理回采爆破实际参数。