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某矿山中深孔爆破参数优化吴启海【摘要】地下矿山开采中,井下爆破效果是采场生产效率的重要影响因素.为提高中深孔爆破效果,依据某矿矿岩物理参数及实际采场结构参数,对上向扇形中深孔的爆破效果进行了数值模拟计算.根据数值模拟对比分析及工业试验,验证了孔底起爆时,整个爆孔爆炸更加充分,矿石块度更加均匀,爆破参数的优化改善了爆破效果,达到了预期的目的.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(031)009【总页数】2页(P12-13)【关键词】地下开采;中深孔爆破;数值模拟;工业试验【作者】吴启海【作者单位】贵州能矿织金磷化工有限公司【正文语种】中文某矿山采用无底柱分段崩落法开采，上向扇形中深孔爆破，采场进路间距11 m，分段高度12.2 m，放矿试验比较理想。
但在实际生产中矿石大块率比较高，粉矿也较高，炸药单耗和同类矿山相比偏大。
经过分析后认为，中深孔布置及装药结构和起爆时间控制不合理，造成矿石破碎效果不好，炸药偏高，为此，研究采用数学建模和多物质ALE算法，找出比较理想的孔底距和孔口距、爆破延迟时间，以改善爆破效果[1-6]。
1.1 数值模拟计算模型模拟材料主要有矿体、炮泥、空气和炸药。
其中矿体和炮泥为固体，将空气和炸药定义为流体，采用流-固耦合模拟算法计算爆破对矿岩的作用。
根据矿山采场结构参数，模型整体尺寸为11 m×20 m×1 m，整个模型共划分102 000个单元。
中深孔扇形炮孔爆破计算模型见图1。
1.2 数值模拟计算参数根据地质调查和岩石力学试验的结果，用于爆破数值模拟计算岩石的物理参数如表1所示。
中深孔扇形炮孔布置、装填长度等爆破参数见表2。
1.3 计算结果本次数值模拟共计算了起爆点位于孔底和孔中间两种工况。
计算流程为：首先将建好的模型划分网格后加载到软件中，设定好分析选项并输出文件，然后对文件进行修改，再读入修改好的文件进行计算；计算完成后，用LS-DYNA3D自带有限元计算软件，结合ANSYS对结果进行处理。
浅谈中深孔爆破参数的选择黄姬萍;温祖国【摘要】中深孔爆破是爆破施工作业中应用较广泛的爆破模式,其生产规模较大、成本较高.该文介绍了中深孔爆破的技术及参数,重点对参数进行分析,并结合工程实例对参数选用进行了验证.根据设计要求和工程实际,选择合理的爆破参数,对于控制中深孔爆破的施工成本有着至关重要的意义.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】3页(P84-86)【关键词】中深孔;爆破参数;选择【作者】黄姬萍;温祖国【作者单位】广东省水利水电第三工程局,广东东莞523710;中水珠江规划勘测设计有限公司,广东广州510610【正文语种】中文【中图分类】TD235.33前言所谓中深孔爆破通常是指孔径大于75mm、开挖深度一般在5m以上的爆破。
中深孔爆破技术在改善破碎质量、维护边坡稳定、提高装运效率和经济效益等方面有极大的优越性。
随着中深孔钻机等机械设备的不断改进发展，在铁路和公路路堑、矿山露天开采及水电闸坝的基坑开挖工程中，中深孔爆破技术得到广泛的应用，在石方爆破工程中占有越来越重要的地位。
中深孔爆破的炸药比较均匀地分散在岩体中，用药量比较容易控制，与其它爆破方法相比，中深孔爆破的优越性主要表现在石方的机械化施工和安全性两个方面。
中深孔爆破解决了其它爆破技术主要依靠人工或机械化程度不高的缺陷外，还能提供适合于机械挖运的破碎岩堆的块度大小、形状及满足挖运进度要求的一次爆落方量;在安全性方面，中深孔爆破属露天开挖，装药部位与所爆岩体的位置关系很容易搞清楚和取得数据，加上每次爆破量比硐室爆破要小，爆破时振动强度、飞石距离、空气冲击波强度和破坏范围小且容易控制。
1 中深孔梯段爆破参数1.1 主要参数［1］根据钻孔设备和选用炸药的情况，可首先确定D、d;最小抵抗线W=(20～40)D，一般情况下取中值30;孔距a=(0.8～1.4)W，一般情况下选用1.2，若为多排孔，第1排孔间距a要取小值;排距b=0.87a，一般情况下取b=W;梯段高度H，根据设备能力、现场情况和设计图纸要求确定;超深h=(0.15～0.35)W，岩石越坚硬越完整，取大值，一般情况下取0.2;炮孔倾斜角θ，根据爆区地质地形条件确定，一般不小于60°，习惯上取75°左右;斜孔与直孔相比较而言，具有抵抗线较均匀、爆后大块率和残留根底少、台阶面稳定性良好、较整齐等优点，但是斜孔精度要求高，钻孔时易卡钻和堵孔;孔深L=H+h(直孔)或=(H+h)/sinθ(斜孔);封堵长度L2=(0.7～1.0)W，一般情况取L2=b;单位体积岩石消耗炸药量q，单位kg/m3;单孔装药量Q=kqaWH，其中为k为系数，一般取1.1～1.2。
爆破漏斗试验确定扇形深孔爆破参数的应用研究江天生;蒋跃飞;郑长龙;宋志伟;何贤辉;胡龙飞【摘要】For the study of the blasting effect of deep-hole sector blasting in soft rock, the method on blasting crater tests for determining deep-hole sector blasting parameters is introduced in particular by the example of a vanadium mine. The minimum resistance line (w)=row spacing (b)=1.8m; the hole-bottom distance (a)= 2.1m; the explosive consumption(q)=1.0kg/m3. The site blasting tests indicate that, the blasting effect is good, and the boulder yield is low, blasting only a slight damage occured to the surrounding rock mass. Therefore, the methods to determine and optimize the blasting parameters has a very good application value.%为研究扇形深孔爆破在软岩中爆破效果，以某钒矿水平深孔阶段矿房法为例，通过理论分析及现场爆破漏斗实验方法确定扇形深孔爆破参数，最小抵抗线w=排距b=1.8m；孔底距a=2.1m；炸药单耗q=1.0kg/m3。
经现场爆破试验表明，爆后效果良好，大块率低，对围岩破坏小。
水平扇形中深孔爆破设计说明书一号采场水平扇形中深孔爆破设计说明书一、工程概况设计爆破地点位于狮子山铅锌矿1200水平一号采场内。
采场由攀枝花钢城机电承包开采。
原设计采用无底柱浅孔留矿法开采。
采场内近矿围岩及矿体均为浅变质石灰岩、大理岩、白云岩等。
由于采场内围岩及矿体节理裂隙发育（目估平均间距小于50～80mm），顶板破碎，故改为水平层落矿无底柱阶段矿房嗣后充值法采矿（见附图一）。
该矿设计日产量为1500吨/日，目前1200水平只有设计爆破地点一处采场，生产能力不足设计要求的250吨/日，其它采场形成生产能力尚需时日。
该矿为新投产矿井，严格地说尚处于建井工期之内，生产任务重（要求10月份完成产量3000吨），且此前施工单位大部分员工不熟悉中深孔钻爆作业。
因此，本设计的基本要求是：1）一次爆破落矿量应能满足公司对产量及采、掘衔接或早日达产的要求；2）尽可能详细地说明钻爆作业的每一道工序，包括施工设备、施工方法、技术要求、安全措施以及施工组织等。
二、开拓系统及采准方案1.该矿尚未形成完整的开拓及采准系统（设计开拓系统为水平运输大巷加斜坡道开拓系统），目前只有1200水平运输大巷、1250水平回风大巷以及一号采场外侧连接运输和回风大巷的回风天井组成的开拓及采准系统；2.该矿设计通风方法为抽出式，矿井通风方式为分区对角式；3.该矿设计开采方法为浅孔留言矿嗣后充填法，如前述现改为水平层落矿无底柱阶段矿房嗣后充填法。
由于现有开拓及通风系统不完善等，所以必须加强爆破以后的排烟工作，避免炮烟中毒事件的发生。
三、爆破设计原则1.在确保钻爆施工安全的前题下，充份兼顾公司对矿井产量的要求;2.合理确定各爆破参数，使之尽可能符合实际，从设计上保证避免超挖欠挖现象的发生，降低大块率和粉矿率，提高采区回采率，降低贫化率。
四、爆破设计依据⑴根据提供的有关资料及现场勘察；⑵国务院：《民用爆炸物品安全管理条例》（2006.9.1）；⑶国家质量监督检验检疫总局《爆破安全规程》（GB6722-2003）.2003,9(4) 城乡建设环境保护部《爆破工程施工及验收规范》 (GBJ201-8)；（5）中国工程爆破协会《工程爆破理论与技术》冶金工业出版社， 2004.02；⑹陈华腾《爆破计算手册》辽宁科学出版社，1991.9；五、爆破方案选择根据矿井生产任务重、采场跨度小（平均5米）、顶板破碎等综全合考虑，决定采用水平扇形中深孔为主局部辅以浅孔、非电导爆管微差起爆的爆破方案。
浅谈中深孔爆破技术在水利工程露天矿山开采中的应用胡宪平摘要：在露天矿山开采中，伴随着发掘的深入，更多时候需要深入地下进行中深孔采矿工作。
文章主要分析了中深孔爆破技术在水利工程露天矿山开采中的应用，以供参考。
关键词：深孔爆破；矿山；开采引言中深孔爆破技术是露天矿山开采过程中比较重要的环节，不仅可以对爆破部位进行准确控制，且能提高开采掘进的进度。
在进行露天矿山开采的过程中，传统爆破技术无法保证其掘进进度和质量，而中深孔爆破技术可有效增加循环进尺，缩短辅助作业时间，从而有效提高施工进度和施工质量。
1中深孔爆破技术探讨中深孔爆破技术主要应用于土方石的爆破工程中，若将其应用到地下采矿工程中会取得非常高的经济效益。
近年来，随着我国社会经济的高度发展和科学技术的日益进步，深钻孔技术与设备较之前获得了显著的改善，极大地促进了中深孔爆破技术的效果，与此同时所带来的巨大经济效益引起了人们的普遍关注。
中深孔爆破技术在一定程度上能够对不同工程中的各种要求进行综合考虑，进而有助于爆破指标和经济指标的显著改善，最终实现工程成本降低的目的。
爆破质量的良好与否直接决定了岩体破碎的质量、大小以及爆堆的松散程度等。
同时，在整个爆破过程中如果能够对最小抵抗线进行科学且合理的控制，则爆破过程中所产生的各种危害、向后的拉裂、侧裂与噪音的降低、飞石、振动等都在很大程度上获得显著的降低。
另外，中深孔爆破技术相关指标的改善主要是建立炸药使用量减少的基础上，促进爆破产量的显著提升，在促进碎石条件改善的基础上对后续一系列的工作程序进行有效的控制，如装载、钻孔和二次破碎等，进而有助于促进综合成本的降低。
因此，在实际施工过程中需要对爆破的参数进行科学的选择，通过优化各项施工工艺来保证良好成效的取得。
2露天深孔爆破炮孔参数2.1梯段高度的确定梯段高度是露天开采工程的重要参数之一，他的选择正确与否直接影响到露天开采系统，钻孔爆破和挖掘运输等工序，以及技术经济指标和挖掘机械的作业安全。
向上扇形中深孔爆破参数研究与应用
胡
冰，刘继发，顾新宇
（山东能源临矿集团会宝岭铁矿，山东临沂276017）
摘
要
针对现阶段会宝岭铁矿向上扇形中深孔爆破大块率较高的问题，采用工程类比、理论计算的方法，对中深孔爆破参数进行优化设计。
在保证现场安全质量的前提下，最大限度的减少了爆破产生的大块率，并为以后的生产积累了一定的经验。
关键词
中深孔
爆破参数
大块率
爆破效果中图分类号TD235．4
文献标识码
A
Research and Application on The Up Sector Medium －length Hole Blasting
Hu Bing ，Liu Ji －fa ，Gu Xin －yu
（Shandong Energy Linyi Mining Huibaoling Iron Mine ，Linyi 276017）
Abstract
According to the boulder yield is higher in medium －length hole basting in Huibaoling Iron．Using engineering analogy and theoretical calcula-tion ，to optimization design the blasting parameters of medium －length hole basting ．Before simplifying the safety and quality ，Reduce boulder yield to a maximum extent ，and Accumulate experience for the future work．Key words
Medium －length Hole
Blasting Parameters
Boulder Yield
Blasting Effect
*收稿日期：2012－03－22
作者简介：胡冰（1988－），男，山东临沂人，助理工程师，从事金属矿山技术管理工作。
会宝岭铁矿床为隐伏矿床，发育两条主矿带，总体走向为280ʎ 290ʎ，平行展布，相向而倾，表现为不对称向斜构造特征（太白向斜东段）。
在矿体顶端两条主矿带间距为200 280m 。
矿体呈层状、似层状产出，产状与地层产状一致。
矿体平均总厚度40．45m ，矿床平均品位TFe 31．48%，
mFe 18．77%。
目前主要进行－130m 水平以上开采。
实验室测定其矿石硬度系数f =7 12，稳固性好，无需支护。
1
中深孔爆破合理块度分析
根据会宝岭铁矿矿石溜井尺寸、破碎机的型号等实际情况，可以确定矿石块度以不大于70cm 为宜。
为满足机械化施工要求，一般认为，爆破的大块率越小越好。
国内外普遍认为：具有良好效果的中深孔爆破，其矿石的大块率应控制在5%以内。
由此可确定会宝岭铁矿中深孔爆破，矿石大于70cm 块度的总体积不应超出爆破总方量的5%。
表1是我国矿山及国外资料提示的破碎块度与挖掘机斗容、破碎机规格的关系。
2
中深孔爆破参数设计
影响爆破效果的参数主要有：最小抵抗线（排线）、孔底距、边孔角。
2．1
主要爆破参数设计
最小抵抗线（排距）：最小抵抗线W 是爆破参数中
表1岩石破碎块度与挖掘机斗容、破碎机规格的关系
预计的块度（m ）
挖掘机斗容（m 3）颚式破碎机规格（cm ）圆锥破碎机规格（cm ）
0．460．8916151
0．611．110781760．761．5122102910．911．91521221071．072．71831421221．22
3．4
213163
138
最重要的参数之一，通常根据钻孔直径、矿岩特性、炸药威力以及对矿岩的破碎程度要求等而定。
目前采用的小抵抗线落矿技术实质是在保持孔网面积S =a ˑw （孔间距最小抵抗线）和单位炸药消耗量q 基本不变的情况下，减少最小抵抗线w ，增大孔底距a ，使抛空的密集系数m 为3 6。
根据会宝岭铁矿
要求最大块度60cm ，结合类似矿山经验，确定最小抵抗线W =1．8m 。
孔底距：扇形中深孔孔底距是指从较浅炮孔的孔底至相邻较深炮孔的垂直距离，在设计中用来控制同排炮孔密度（数量）。
此次设计参照类似矿山经验取密度稀疏m =1．2，
孔底距a =m ˑW =2m ；实际设计中，孔底距可根据炮孔所处位置的矿岩性质、爆破挟制性等情况稍作调整。
边孔角：结合分段高度和Simba1254钻机的穿透能力，确定－106分段、－83分段、－60分段正排中深孔的边孔角取15ʎ。
出矿水平－130m 中段矿体上盘边孔角取50ʎ、矿体下盘边孔角取15ʎ。
示意图如图1。
从岩石爆破破碎机理上看，这种爆破技术能够改善矿石的破碎质量：
（1）这种落矿技术可改变速度场的均匀性，使爆破矿石产生的剪切和拉伸应变增加。
（2）由于减小抵抗线，增强了岩石的片裂作用。
（3）加强了爆炸气体的推力作用，当抵抗线小时，就可以使更多的爆炸能量用于破碎矿石，从而使矿石的破碎质量得到改善。
形成切割槽的炮孔参数：
本着切割槽爆破稳妥可靠地原则，确定炮孔排距取1．1m，切割炮孔数量5个，切割炮孔边孔角70ʎ。
2．2经济技术指标（表2）
2．3单位炸药消耗量计算
利文斯顿爆破漏斗理论认为：
在单孔爆破漏斗实
图1－130m水平中深孔设计图
表2中深孔爆破经济技术指标
序号主要参数技术经济指标序号主要项目技术经济指标1矿块长度（m）601矿块生产能力（t/d）750 2矿房宽度（m）542损失率矿房（%）12 3间柱宽度（m）63贫化率矿房（%）8
4矿块高度（m）704Simba H1254台车（m/台班）100 5分段高度（m）23．35拉槽中深孔每米崩矿量（t/m）3
6出矿进路间距（m）126回采正排中深孔每米崩矿量（t/m）7．1
7综合中深孔每米崩矿量（t/m）6．6
验时，一定范围内，爆破漏斗的体积随着药包埋深的增
加而增大。
当埋深增加到一定值时，爆破漏斗体积又
随着埋深的增加而减小，最终爆破漏斗将消失。
将出
现爆破漏斗的最大埋深成为最佳深度，不出现爆破漏
斗仅引起地面岩石产生破裂的最小深度称为临界深
度，计算方法如下：
h
c
=EQ13
h i =Δ
i
EQ13
式中：h
c
－临界埋深，m；
E－应变能系数，对于特定的岩石与炸药，为常
数；
Q－装药量，kg；
h
i
－最佳埋深，m；
Δ
i －最佳埋深比，Δ
i
=
h
h
c
，对于待定的岩石与炸
药Δ
i
为常数。
根据实际情况，确定各炮孔装药量，中间两排装药量如表2所示。
3结论
（1）岩石性质是决定中深孔爆破参数的最主要因素，在生产过程中要根据矿石的性质及时修改爆破参数，具体的修改幅度需要根据经验确定。
（2）孔底距在一定范围内对爆破岩石质量影响不大，但是通过增加孔底距可以提高每米破空的崩矿量，从而降低中深孔中的炸药单耗。
表2采场爆破装药参数表
排号孔号
孔深
（m）
孔口不装
药长（m）
装药情况
装药长
（m）
装药量
（kg）
起爆药卷
（kg）
岩石膨化硝
铵炸药（kg）10
13．61．02．611．41．010．4
218．92．016．983．41．082．4
318．86．012．862．81．061．8
418．92．016．983．41．082．4
5
3．61．02．611．41．010．4
11
13．61．02．611．41．010．4
218．92．016．983．41．082．4
318．96．012．862．81．061．8
418．92．016．983．41．082．4
53．61．02．611．41．010．4（3）现场爆破中发现，矿体节理裂隙发育对中深
孔爆破大块率的高低有一定的影响。
在生产过程中，应注意工程地质的现场勘查与分析工作，并根据勘查结果及时调整爆破参数。
参考文献：
［1］朱志彬，刘成平．中深孔凿岩爆破参数试验研究［J］．矿业研究与开发，2009（10）．90 92
［2］郑晓硕，王剑，周乃松．无底柱分段崩落法中深孔爆破参数实验［J］．爆破，2009（3）：50 52
［3］吴贤振，余敏，吴强．铜坑矿中深孔凿岩爆破参数优化实验研究［J］．黄金，2011（5）：31 33
［4］王德胜，龚敏，王子学等．柱状药包爆炸应力场及在地下中深孔爆破中的应用［J］．爆炸与冲击，2011（7）：355 359
［5］姜东泉．降低中深孔落矿大块率的探讨［J］．中国矿山工程，2005（10）：17 19。
