洪達(dá)貴，王德繩，李永永

（1.云南黃金集團(tuán)地礦建設(shè)有限公司，云南 昆明 650000；2.云南黃金集團(tuán)鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507）

隨著計(jì)算機(jī)在采礦工作中的應(yīng)用和發(fā)展，國外一些研究人員,從爆破作用對(duì)巖石的動(dòng)態(tài)極限抗拉角度出發(fā)，提出了一些預(yù)測(cè)爆破塊度的基本數(shù)學(xué)式和基本觀點(diǎn)并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬計(jì)算國內(nèi)也有不少研究者在此基礎(chǔ)上做了許多工作，但絕大多數(shù)是用于金礦爆破參數(shù)的優(yōu)化。實(shí)踐證明，從這個(gè)角度建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)爆破塊度預(yù)測(cè)具有指導(dǎo)性意義。但是，在地下分層采礦爆破中，中深孔落礦爆破參數(shù)的優(yōu)化尚處于經(jīng)驗(yàn)總結(jié)階段，因此，從巖石的破碎應(yīng)變角度出發(fā)對(duì)金礦爆破碎碎塊度進(jìn)行預(yù)測(cè)，來優(yōu)化爆破參數(shù)是很有必要的[1]。

1 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

抵抗線W 和孔底距a 的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

隨著井底距離a 的增加，井底爆破時(shí)間延長(zhǎng)，能量利用率提高，巖體被完全破壞。因此，在中深孔噴砂處理中，可以減小阻力線，并且可以增大孔底距離a。在孔面積和單位炸藥用量不變的情況下，可以降低中，深孔爆破巖塊的大塊率，提高爆破效果。影響。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件，金礦的性質(zhì)和爆破孔的直徑固定時(shí)，最小阻力線實(shí)際上就是炸藥可能損壞巖體的范圍。爆炸后，對(duì)周圍的巖石施加靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷，使其變圓，變圓和破碎。因此，可以將開口環(huán)的范圍確定為炸藥可能破裂的巖石質(zhì)量的范圍，并且最小阻力線應(yīng)小于開口環(huán)的半徑R。為了確保爆破效果，可以根據(jù)圖1-3 所示的幾何圖形確定W 和α 之間的關(guān)系。

圖1 a

圖2 a>W

圖3 0

（1）a＜W：圖l 中，當(dāng)=W，a=O0。時(shí)，此時(shí)，由于區(qū)域BAB，區(qū)域BAB 是爆破后巖石不破裂的區(qū)域。它一直在那里，所以爆破肯定會(huì)很棒。而且，跨孔底部的距離a 繼續(xù)減小，重疊區(qū)域繼續(xù)擴(kuò)大，大面積的巖石在應(yīng)力中反復(fù)重疊，導(dǎo)致爆破后礦石破碎過多，不利于采礦，增加了損失率金礦開采。

（2）a＞W(wǎng)：如圖2 所示，兩個(gè)噴砂區(qū)和破碎區(qū)彼此獨(dú)立。此時(shí)，噴砂后應(yīng)力波彼此重疊的區(qū)域減小，并且出現(xiàn)金的沉積量。但是面積BAB 的面積增加了，而體積率卻增加了。如果您進(jìn)一步張開嘴巴，當(dāng)n＞2W 時(shí)，兩個(gè)孔的噴砂相互獨(dú)立，兩個(gè)孔之間的巖石不會(huì)破裂，并且會(huì)出現(xiàn)大塊。

（3）0＜W＜R，O＜a＜2W：為了確保噴砂后金礦尺寸的均勻性，有必要確保應(yīng)力重疊區(qū)的面積和非壓裂區(qū)的面積小。根據(jù)圖3，0 ＜＜ W，0 ＜0 ＜2W，為了提高采礦爆破效率，從圖3 所示的幾何關(guān)系，我們可以得到：

為使孔網(wǎng)面積.s 值最大，計(jì)算可得：

根據(jù)該金礦巖石物理力學(xué)參數(shù)和炸藥參數(shù)，計(jì)算得a=1.6m ～2.4m；W=1.4m ～2.0m。

2 爆破參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)

為了減少爆破金礦的障礙，選擇了爆破金塊的比例作為指標(biāo)。根據(jù)以上分析，影響金礦深孔爆破的主要因素是阻力線，孔底距離與炸藥單耗之間的關(guān)系。因此，根據(jù)上面計(jì)算的不確定因素的合理范圍，選擇了三個(gè)代表值，其構(gòu)成因素水平列于表1。

表1 因素水平

2.2 正交實(shí)驗(yàn)表

表2 正交實(shí)驗(yàn)

2.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

表3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表3 中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析指標(biāo)并計(jì)算每個(gè)指標(biāo)中每 個(gè) 因 子 的 每 個(gè) 水 平 的 總 和：T，S，W 和 平 均T/3，S/3，W/34300×300mm×16 好吧，這個(gè)水平被確定為良好。該材料是七股高強(qiáng)度和低松弛鋼股。錨索的單強(qiáng)度水平為1860MPa，斷裂載荷為350.0kN。使用一排，每排錨索布置在兩排灌漿孔之間，排間距為1.8m，每排均勻分布，共7 排，在屋頂中央排成一排，每個(gè)肩部，每個(gè)第2 組當(dāng)巷道的實(shí)際高度較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加錨索的數(shù)量。

2.4 地錨電纜布置參數(shù)

錨索的內(nèi)徑為89mm，孔的深度為12.5m，錨索的長(zhǎng)度為12.5m。組合錨索的行距為2m，每行3 條線。每排錨索都焊接有11＃鋼底梁，并通過錨索張緊器用單根鋼絞線將其固定到120kN。

3 爆破參數(shù)的優(yōu)化實(shí)例

以金礦高分段膠結(jié)充填采礦方法為例：其分段高度為12m，底部結(jié)構(gòu)采用無軌設(shè)備出礦平底式結(jié)構(gòu)，對(duì)金礦塊度要求不超過600mm，大于600mm 塊度的金礦，需二次爆破大塊，這樣將會(huì)提高出礦成本，影響出礦效率。但爆破參數(shù)降低會(huì)使鑿巖爆破成本增加。因此要求優(yōu)化爆破參數(shù)來降低大塊產(chǎn)出率。通過對(duì)爆破參數(shù)與塊度模型計(jì)算結(jié)果的分析，來尋求最佳的爆破參數(shù)，如圖三，根據(jù)對(duì)金礦實(shí)際情況，圖三中虛線陰影部分為最佳區(qū)域，其排距在1.1m ～1.3m 之間，孔距在07m ～1.2m 之間，平均塊度尺寸在287m ～570m 之間。然后，對(duì)每組炮孔參數(shù)下爆破塊度分布曲線分析，如圖四，孔間距為0.7m ～0.8m 時(shí)，大塊產(chǎn)出率最小，塊度主要集中在400mm ～600mm 之間。由此可見，孔距為0.7m ～0.8m 之間，排距在1.1m ～1.3m 時(shí)，炮孔布孔參數(shù)最佳。

4 結(jié)語

本文的計(jì)算結(jié)果基本符合小鐵山實(shí)際爆破塊度。但從本模型實(shí)質(zhì)來看，既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)在于通過對(duì)爆破結(jié)果的預(yù)測(cè)，縮小試驗(yàn)參數(shù)范圍，大大減少試驗(yàn)費(fèi)用；能夠定量地對(duì)巖石破壞的物理過程進(jìn)行計(jì)算。缺點(diǎn)在于將動(dòng)態(tài)問題靜態(tài)化了；非均質(zhì)介質(zhì)連續(xù)化彈性化了；忽略了炮孔軸向方向的裂縫。隨著科技工作的發(fā)展，這些問題都將會(huì)得到科學(xué)的解決。