侧向荷载下组合孔爆破参数优化取值试验研究

谢亮波^1,2，李二宝^1,3，张西良^1,4，杨海涛^1,3，仪海豹^1,2

1. 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司2. 金属矿山安全与健康国家重点实验室3. 马鞍山矿山研究院爆破工程有限责任公司4. 中国科学技术大学

摘 要：随着浅部资源开采逐渐进入深部,深井高地应力问题愈发严重。为研究深部金属矿山回采过程中由于采切工程带来的单侧高地应力问题,通过理论分析推导了深部无限岩体内炸药爆炸压碎圈半径、裂隙圈半径的扩展公式,认为初始地应力对炸药爆破裂隙具有抑制作用,且对裂隙圈半径扩展的抑制作用更明显。不同单侧围压下组合孔爆破模型试验结果表明:随着单侧围压加大,组合孔爆破漏斗体积减小,炸药单耗增加,单侧围压加大对组合孔爆破同样呈抑制作用。在理论分析和模型试验的基础上,采用LSDYNA软件建立了赞比亚谦比希铜矿井下采场三维模型,开展了单向围压15 MPa下采场组合孔爆破参数(孔距、抵抗线)优化研究。研究表明:当抵抗线W=1.8 m、孔距a=2.4 m时,即W=23.68Ф、a=31.58Ф(Ф为炮孔直径)时,爆破漏斗体积得到最大值,此时可取得最大的炸药能量利用率。研究结果对于矿山现场爆破参数优化具有一定的参考价值。

关键词：地下开采;初始地应力;组合孔爆破;模型试验;数值模拟;