基于岩粉分段装药的爆破技术研究.pdf

第67卷第6期
有色属(矿山部分)
2015年11月
doi:10.3969/j.isn.1671-4172.2015.06.014
基于岩粉分段装药的爆破技术研究
楼晓明2,陈鹏辉,周文海
(1.福州大学紫金矿业学院,福州350116;2.福州大学爆炸技术研究所,福州350116)
摘要:采用 LS-DYNA动力有限元分析程序,模拟计算了深孔台阶爆破条件下炮孔邂续装药和采用岩粉作
为间隔介质的分段装药爆破效果。对比分析了连续装药和三种不同分段比例的装药结构爆炸后孔壁的压力极值
和压力衰减程度,以及通过 Von Mises有效应力极值判别自由面单元是否发生破坏。计算表明,炮孔上部装药
40%,下部装药60%,中间采用岩粉作为间隔介质的分段装药结构能够提高炸药能量的利用率,更有利于中上部岩
石的破碎。通过对青海威斯特铜矿的爆破试验,进一步验证采用岩粉作为间隔介质的分段装药结构不仅可以降低
大块率和爆破振动强度,同时还能够减少爆破综合成本。
关键词:分段装药;连续装药;数值模拟; LS-DYNA
中图分类号:TD235.4文献标志码:A文章编号:1671-4172(2015)06-0065-05
Study on blasting technique based on rock powder deck charge
LOU Xiaoming", CHEN Penghui, ZHOU Wenhai
(1. College of Zijin Mining, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China
2. Research Institute of Explosion Technology, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China)
Abstract: The simulations are performed to analyze the effect of continuous charge and deck charge structure in
bench blasting by using LS-DYNA program. There are four types of charge structures in this paper including one
kind of continuous charge structure and three kinds of deck charge structures with diffcrent charge ratios. The
dh 2.*ake omparison including the elk pressure and presure attenua-
tion against the borehole. At the meantime, the Von Mises yield criterion is used to judge whether the damage have
occurred or not in the free surface elements. It is shown that the method which charged with 40% upper, 60%
lower and the rock powder in the middle can improve the utilization of explosive energy efficiently. Besides, the
result shows that it is also benefit for upper rock crushing. In addition, the blasting test in West Copper Mine shows
that this kind of deck charge structure can not only decrease the boulder yield and blasting vibration sharply but also
reduce the overall cost of blasting effectively.
Key words: deck charge; continuous charge; numerical simulation; LS-DYNA
在露天矿山爆破开挖过稈中,传统的连续柱状者不产生粉碎区,提高炸药能量的利用率,改善矿岩
装药结构存在爆轰压力过高、作用时间短等问题,容破碎效果
易导致炮孔近区岩石的过度粉碎以及炮孔上部岩石
目前,对于分段装药的破岩机理和爆破效果,许
大块的形成。为此,工程中常采用分段装药结构来多学者都进行了一定的研究。吴亮等采用数值模
改善爆破效果。分段装药是采用岩粉、空气、水等作拟方法分析了采用空气间隔时,不同空气比例以及
为间隔介质将深孔药柱分为若干段,使炸药的能量起爆方式对爆破效果的影响;吴从师、杨国梁等3-们
在炮孔中分布更为均匀的一种装药方式。其本质是通过理论分析,推导出分段装药爆破初期炮孔压力
通过这些柔性间隔介质改变药柱与孔壁之间的接触随时间的变化规律;梁为民等?采用水泥砂浆实验
关系,以降低爆轰气体产物和应力波作用于孔壁的模型验证不耦合装药结构可以提高能量的利用率和
初始压力,延长作用时间,从而减小粉碎区的半径或改善爆破块度分布;刘优平等采用数值模拟方法,
对比分析了采用空气间隔作用下,不同装药量和耦
基金项目:福建省自然科学其金资助项目(2011101310)
作者简介、被晓明(1972-).9,教授,博上,果矿工程专业,主要从合系数下的爆破效果。
事采矿与爆破方面科研工作。
分段装药结构在间隔介质不同时会产生不同的