中深孔爆破一次成井技术研究及应用

中深孔爆破一次成井技术研究及应用

天井掘进是掘进工作中最困难的一环。普通法掘进天井劳动强度大,作业条件差,安全性低。最经济实用的掘进方法是爆破一次成井。本文以山东黄金集团新城金矿“厚大破碎矿体全分段预裂挤压一次爆破强化开采技术及研究”项目为背景,参考国内外相关爆破理论和爆破成井资料,综合运用理论分析、模型预测、数值模拟和现场试验等方法与手段,对中深孔爆破一次成井技术开展系统与深入的研究,取得了以下研究成果：(1)根据爆破破岩理论和直眼掏槽破岩机理,分析了影响爆破一次成井的多项参数。

对主要参数,初始补偿空间大小、装药孔数目、槽孔与空孔距离、装药集中度和微差时间进行了理论计算,并据此设计了多种天井断面炮孔布置图。(2)基于投影寻踪回归基本理论,选取抗压强度,岩石容重、空孔直径、空孔数目、炮孔直径、炮孔数目、最小抵抗线,槽孔装药密度和炸药单耗为判别指标,建立了爆破一次成井断面和高度的预测模型。搜集38组不同矿山爆破一次成井资料作为训练和检验样本,预测结果符合工程要求,并运用此模型预测山东黄金集团新城金矿一次成井爆破效果。(3)运用ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元软件,模拟了爆破一次成井直眼掏槽爆破破岩过程,显示了不同直径空孔模型和不同数目空孔模型的破岩效果,对比分析了不同孔径单空孔理论计算和模拟数值所得最大拉应力变化。

(4)进行了多次新城金矿爆破一次成井试验。第一次试验由于钻机偏斜率较大,试验未获得成功。经总结经验和改进,第二次试验,天井上下成功贯通,上下口爆破漏斗得到很好控制,天井断面符合设计要求。第三次溜井刷大试验,溜井断面规整,炮眼利用率高,井深和断面均符合要求。