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黄金科学技术 >

2024 , Vol. 32 >Issue 2: 318 - 329

DOI: https://doi.org/10.11872/j.issn.1005-2518.2024.02.160

采选技术与矿山管理

深井高应力环境下束状组合孔拉槽爆破优化研究

  • 邱泓杰 , 1 ,
  • 邱贤阳 , 1 ,
  • 张舒 1 ,
  • 陈辉 2 ,
  • 史秀志 1 ,
  • 沈文博 1 ,
  • 陶铁军 3 ,
  • 段武全 4
展开
  • 1. 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083
  • 2. 新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047
  • 3. 贵州大学矿业学院，贵州 贵阳 550025
  • 4. 中铁贵州工程有限公司，贵州 贵阳 551700
邱贤阳（1987-），男，江西赣州人，研究员，从事难采资源开采、深井爆破破岩和爆破振动控制等研究工作。

邱泓杰（1996-），男，云南楚雄人，硕士研究生，从事充填体稳定性和爆破振动控制等研究工作。

收稿日期: 2023-11-29

  修回日期: 2024-03-06

  网络出版日期: 2024-05-21

基金资助

国家自然科学基金项目“爆破荷载下含分层结构面充填体损伤演化与分部揭露渐变失稳机制”(52374152)

中南大学研究生自主探索类创新项目“爆破动载下胶结充填体损伤失稳规律与控制降振技术研究”(1053320221641)

收起

Optimization of Bunch Holes Cutting Blasting in Deep Mine Under High Stress Environment

  • Hongjie QIU , 1 ,
  • Xianyang QIU , 1 ,
  • Shu ZHANG 1 ,
  • Hui CHEN 2 ,
  • Xiuzhi SHI 1 ,
  • Wenbo SHEN 1 ,
  • Tiejun TAO 3 ,
  • Wuquan DUAN 4
Expand
  • 1. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China
  • 2. School of Geological and Mining Engineering, Xinjiang University, Urumqi 830047, Xinjiang, China
  • 3. Mining College of Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China
  • 4. China Railway Guizhou Engineering Co. , Ltd. , Guiyang 551700, Guizhou, China

Received date: 2023-11-29

  Revised date: 2024-03-06

  Online published: 2024-05-21

Fold

摘要

为探究深井高应力环境下，采场束状组合孔拉槽爆破损伤破裂规律，采用LS-DYNA数值分析软件进行研究。通过建立平面数值模型，分析了无静应力、单向静应力和双向等值静应力3种条件下束状组合孔爆破破裂损伤情况。此外，对不同静应力条件下束状组合孔的孔间距和外围辅助空孔的布置方式进行优化，并进行工程试验验证。研究结果表明：相比无静应力条件，单向静应力和双向等值静应力条件下束状组合孔爆破损伤裂纹扩展受到抑制，静应力越大，抑制作用越显著。工程实践表明，根据静应力的大小调整束状组合孔孔间距和外围辅助孔布置方式，能够获得良好的拉槽爆破破岩效果。

关键词： 爆破; 束状组合孔; 高应力; 孔间距; 损伤; LS-DYNA软件; 深井

本文引用格式

邱泓杰 , 邱贤阳 , 张舒 , 陈辉 , 史秀志 , 沈文博 , 陶铁军 , 段武全 . 深井高应力环境下束状组合孔拉槽爆破优化研究[J]. 黄金科学技术, 2024 , 32(2) : 318 -329 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2024.02.160

Abstract

The bunch holes，which consist of multiple dense and parallel holes and detonated simultaneously，are widely used in mines because of its high rock-breaking efficiency.With the worldwide depletion of resources in the shallow part of the earth，many mines are transitioning to the deep mining stage，and the influence of the complex high stress environment on the effect of blasting on rock breaking in the deep mining process needs to be further studied.In order to explore the law of blasting damage and fracture of bunch holes cutting blasting in deep mining under high stress stope environment，LS-DYNA finite element numerical analysis software was used to study.Combined with the mine blasting engineering practice，the planar numerical model with the same size as the actual working conditions was established，which contained four charge holes and one auxiliary empty hole.The rupture damage process of the bunch holes under no static stress was analyzed.On this basis，in the case of one-way static stress and two-way equivalent static stress，when the static stress is 20 MPa and 40 MPa respectively，the blasting fracture damage of the bunch holes cutting blasting was analyzed，and the number of failures units of the numerical model under different static stress states was compared. In addition，the hole spacing and the arrangement of peripheral auxiliary holes were optimized under different static stress conditions，and engineering experiments were carried out to verify the reliability of the optimization results by counting the chunk rate of different schemes.The results show that compared with the no static stress condition，the expansion of the bunch holes blasting damage cracks will be suppressed under the unidirectional static stress and bidirectional equivalent static stress conditions.With the increase of static stress，the number of model failure units decreases gradually，and the inhibition of crack extension is more significant.When the static stress reaches 40 MPa，no penetration crack can be formed between the four bunch holes and the center empty hole.In particular，in the bidirectional equivalent static stress state，the inter-hole crack penetration mode of the bunch holes changes from a square penetration to a circular penetration.Practice shows that according to the size of the static stress to adjust the bunch holes spacing and peripheral auxiliary holes arranged way can reduce the rate of large pieces of slot blasting，so as to obtain a good slot blasting rock-breaking effect.

Key words： blasting; bunch holes; high stress; hole spacing; damage; LS-DYNA software; deep well

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脚注

http://www.goldsci.ac.cn/article/2024/1005-2518/1005-2518-2024-32-2-318.shtml

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