金礦中深孔爆破參數優化及應用

洪達貴，王德繩，李永永

（1.云南黃金集團地礦建設有限公司，云南 昆明 650000；2.云南黃金集團鶴慶北衙礦業有限公司，云南 大理 671507）

隨著計算機在采礦工作中的應用和發展，國外一些研究人員,從爆破作用對巖石的動態極限抗拉角度出發，提出了一些預測爆破塊度的基本數學式和基本觀點并用計算機進行模擬計算國內也有不少研究者在此基礎上做了許多工作，但絕大多數是用于金礦爆破參數的優化。實踐證明，從這個角度建立的數學模型對爆破塊度預測具有指導性意義。但是，在地下分層采礦爆破中，中深孔落礦爆破參數的優化尚處于經驗總結階段，因此，從巖石的破碎應變角度出發對金礦爆破碎碎塊度進行預測，來優化爆破參數是很有必要的[1]。

1 爆破參數設計

抵抗線W 和孔底距a 的優化設計。

隨著井底距離a 的增加，井底爆破時間延長，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。當地質條件，金礦的性質和爆破孔的直徑固定時，最小阻力線實際上就是炸藥可能損壞巖體的范圍。爆炸后，對周圍的巖石施加靜態和動態載荷，使其變圓，變圓和破碎。因此，可以將開口環的范圍確定為炸藥可能破裂的巖石質量的范圍，并且最小阻力線應小于開口環的半徑R。為了確保爆破效果，可以根據圖1-3 所示的幾何圖形確定W 和α 之間的關系。

圖1 a

圖2 a>W

圖3 0

（1）a＜W：圖l 中，當=W，a=O0。時，此時，由于區域BAB，區域BAB 是爆破后巖石不破裂的區域。它一直在那里，所以爆破肯定會很棒。而且，跨孔底部的距離a 繼續減小，重疊區域繼續擴大，大面積的巖石在應力中反復重疊，導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：如圖2 所示，兩個噴砂區和破碎區彼此獨立。此時，噴砂后應力波彼此重疊的區域減小，并且出現金的沉積量。但是面積BAB 的面積增加了，而體積率卻增加了。如果您進一步張開嘴巴，當n＞2W 時，兩個孔的噴砂相互獨立，兩個孔之間的巖石不會破裂，并且會出現大塊。

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

為使孔網面積.s 值最大，計算可得：

根據該金礦巖石物理力學參數和炸藥參數，計算得a=1.6m ～2.4m；W=1.4m ～2.0m。

2 爆破參數正交實驗設計

2.1 實驗指標

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。根據以上分析，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系。因此，根據上面計算的不確定因素的合理范圍，選擇了三個代表值，其構成因素水平列于表1。

表1 因素水平

2.2 正交實驗表

表2 正交實驗

2.3 現場實驗及結果分析

表3 實驗結果統計

根據表3 中的實驗結果，分析指標并計算每個指標中每 個 因 子 的 每 個 水 平 的 總 和：T，S，W 和 平 均T/3，S/3，W/34300×300mm×16 好吧，這個水平被確定為良好。該材料是七股高強度和低松弛鋼股。錨索的單強度水平為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，每個肩部，每個第2 組當巷道的實際高度較大時，應根據實際情況適當增加錨索的數量。

2.4 地錨電纜布置參數

錨索的內徑為89mm，孔的深度為12.5m，錨索的長度為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 爆破參數的優化實例

以金礦高分段膠結充填采礦方法為例：其分段高度為12m，底部結構采用無軌設備出礦平底式結構，對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，這樣將會提高出礦成本，影響出礦效率。但爆破參數降低會使鑿巖爆破成本增加。因此要求優化爆破參數來降低大塊產出率。通過對爆破參數與塊度模型計算結果的分析，來尋求最佳的爆破參數，如圖三，根據對金礦實際情況，圖三中虛線陰影部分為最佳區域，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，對每組炮孔參數下爆破塊度分布曲線分析，如圖四，孔間距為0.7m ～0.8m 時，大塊產出率最小，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，炮孔布孔參數最佳。

4 結語

本文的計算結果基本符合小鐵山實際爆破塊度。但從本模型實質來看，既有優點也有缺點，優點在于通過對爆破結果的預測，縮小試驗參數范圍，大大減少試驗費用；能夠定量地對巖石破壞的物理過程進行計算。缺點在于將動態問題靜態化了；非均質介質連續化彈性化了；忽略了炮孔軸向方向的裂縫。隨著科技工作的發展，這些問題都將會得到科學的解決。