金矿中深孔爆破参数优化及应用

洪达贵，王德绳，李永永

（1.云南黄金集团地矿建设有限公司，云南 昆明 650000；2.云南黄金集团鹤庆北衙矿业有限公司，云南 大理 671507）

随着计算机在采矿工作中的应用和发展，国外一些研究人员,从爆破作用对岩石的动态极限抗拉角度出发，提出了一些预测爆破块度的基本数学式和基本观点并用计算机进行模拟计算国内也有不少研究者在此基础上做了许多工作，但绝大多数是用于金矿爆破参数的优化。实践证明，从这个角度建立的数学模型对爆破块度预测具有指导性意义。但是，在地下分层采矿爆破中，中深孔落矿爆破参数的优化尚处于经验总结阶段，因此，从岩石的破碎应变角度出发对金矿爆破碎碎块度进行预测，来优化爆破参数是很有必要的[1]。

1 爆破参数设计

抵抗线W 和孔底距a 的优化设计。

随着井底距离a 的增加，井底爆破时间延长，能量利用率提高，岩体被完全破坏。因此，在中深孔喷砂处理中，可以减小阻力线，并且可以增大孔底距离a。在孔面积和单位炸药用量不变的情况下，可以降低中，深孔爆破岩块的大块率，提高爆破效果。影响。当地质条件，金矿的性质和爆破孔的直径固定时，最小阻力线实际上就是炸药可能损坏岩体的范围。爆炸后，对周围的岩石施加静态和动态载荷，使其变圆，变圆和破碎。因此，可以将开口环的范围确定为炸药可能破裂的岩石质量的范围，并且最小阻力线应小于开口环的半径R。为了确保爆破效果，可以根据图1-3 所示的几何图形确定W 和α 之间的关系。

图1 a

图2 a>W

图3 0

（1）a＜W：图l 中，当=W，a=O0。时，此时，由于区域BAB，区域BAB 是爆破后岩石不破裂的区域。它一直在那里，所以爆破肯定会很棒。而且，跨孔底部的距离a 继续减小，重叠区域继续扩大，大面积的岩石在应力中反复重叠，导致爆破后矿石破碎过多，不利于采矿，增加了损失率金矿开采。

（2）a＞W：如图2 所示，两个喷砂区和破碎区彼此独立。此时，喷砂后应力波彼此重叠的区域减小，并且出现金的沉积量。但是面积BAB 的面积增加了，而体积率却增加了。如果您进一步张开嘴巴，当n＞2W 时，两个孔的喷砂相互独立，两个孔之间的岩石不会破裂，并且会出现大块。

（3）0＜W＜R，O＜a＜2W：为了确保喷砂后金矿尺寸的均匀性，有必要确保应力重叠区的面积和非压裂区的面积小。根据图3，0 ＜＜ W，0 ＜0 ＜2W，为了提高采矿爆破效率，从图3 所示的几何关系，我们可以得到：

为使孔网面积.s 值最大，计算可得：

根据该金矿岩石物理力学参数和炸药参数，计算得a=1.6m ～2.4m；W=1.4m ～2.0m。

2 爆破参数正交实验设计

2.1 实验指标

为了减少爆破金矿的障碍，选择了爆破金块的比例作为指标。根据以上分析，影响金矿深孔爆破的主要因素是阻力线，孔底距离与炸药单耗之间的关系。因此，根据上面计算的不确定因素的合理范围，选择了三个代表值，其构成因素水平列于表1。

表1 因素水平

2.2 正交实验表

表2 正交实验

2.3 现场实验及结果分析

表3 实验结果统计

根据表3 中的实验结果，分析指标并计算每个指标中每 个 因 子 的 每 个 水 平 的 总 和：T，S，W 和 平 均T/3，S/3，W/34300×300mm×16 好吧，这个水平被确定为良好。该材料是七股高强度和低松弛钢股。锚索的单强度水平为1860MPa，断裂载荷为350.0kN。使用一排，每排锚索布置在两排灌浆孔之间，排间距为1.8m，每排均匀分布，共7 排，在屋顶中央排成一排，每个肩部，每个第2 组当巷道的实际高度较大时，应根据实际情况适当增加锚索的数量。

2.4 地锚电缆布置参数

锚索的内径为89mm，孔的深度为12.5m，锚索的长度为12.5m。组合锚索的行距为2m，每行3 条线。每排锚索都焊接有11＃钢底梁，并通过锚索张紧器用单根钢绞线将其固定到120kN。

3 爆破参数的优化实例

以金矿高分段胶结充填采矿方法为例：其分段高度为12m，底部结构采用无轨设备出矿平底式结构，对金矿块度要求不超过600mm，大于600mm 块度的金矿，需二次爆破大块，这样将会提高出矿成本，影响出矿效率。但爆破参数降低会使凿岩爆破成本增加。因此要求优化爆破参数来降低大块产出率。通过对爆破参数与块度模型计算结果的分析，来寻求最佳的爆破参数，如图三，根据对金矿实际情况，图三中虚线阴影部分为最佳区域，其排距在1.1m ～1.3m 之间，孔距在07m ～1.2m 之间，平均块度尺寸在287m ～570m 之间。然后，对每组炮孔参数下爆破块度分布曲线分析，如图四，孔间距为0.7m ～0.8m 时，大块产出率最小，块度主要集中在400mm ～600mm 之间。由此可见，孔距为0.7m ～0.8m 之间，排距在1.1m ～1.3m 时，炮孔布孔参数最佳。

4 结语

本文的计算结果基本符合小铁山实际爆破块度。但从本模型实质来看，既有优点也有缺点，优点在于通过对爆破结果的预测，缩小试验参数范围，大大减少试验费用；能够定量地对岩石破坏的物理过程进行计算。缺点在于将动态问题静态化了；非均质介质连续化弹性化了；忽略了炮孔轴向方向的裂缝。随着科技工作的发展，这些问题都将会得到科学的解决。