特大型露天矿复杂群矿体裂隙岩体爆破优化成套技术

项目所属科学技术领域：矿业工程，工程爆破。

主要内容：

项目以高速全息动光弹模型实验研究与爆破数值模拟研究相结合，按柱状药包模型建模，研究了露天矿台阶深孔爆破中岩体的三维有效应力和应变特征，并成功地运用到巴润矿现场爆破试验中，确定了台阶深炮孔的理想起爆方式。

获得了适合巴润矿裂隙岩体台阶深孔爆破的合理技术参数，取得了以下创新性成果：

理论研究方面：- 针对深孔爆破理论研究的空白，利用先进的全息激光动光弹实验技术，对露天台阶柱状药包的爆炸应力场和位移场进行了研究，揭示了柱状药包爆破的本质属性； - 基于国际先进的大型动态分析软件LS-DYNA3D进行了台阶爆破三维数值模拟研究，建立柱状装药结构模型，研究了其应力传播特点； - 针对巴润矿区岩性和炸药条件，研究了台阶深孔爆炸应力波的作用范围和沿抵抗性方向随时间发展规律，特别是台阶的顶、底部位的爆炸应力场。

以上研究手段及成果均为岩体深孔爆破理论与技术的重大创新。

现场试验研究：- 基于巴润矿采场的岩石物理力学性质、节理、裂隙分布等客观条件，确定了矿岩可爆性分区的技术指标、分区准则，提出了爆破分区的技术方法； - 以可爆性分区为基础对矿岩的爆破效果进行现场分区优化试验研究，取得了与裂隙优势方位垂直起爆、裂隙岩体大密集系数布孔、深炮孔底部起爆等安全可靠和便于推广的爆破优化成套技术； - 确定了巴润矿不同岩性和地质构造条件的合理爆破技术参数，实现了裂隙岩体爆破关键工艺技术的突破； - 这些综合技术手段配套使用，解决了裂隙岩体爆破的技术难题。

研究成果应用：- 成果已成功应用于巴润矿生产中，在复杂矿床、裂隙岩体的台阶深孔爆破中效果显著； - 实现了矿岩破碎块度均匀，爆堆松散，台阶底板平整； - 延米爆破量显著提高：矿石部位由142.21t/m提高到206t/m；岩石部位由134.58t/m提高到235.8t/m； - 炸药消耗大幅降低：矿石部位由0.266kg/t降至0.195 kg/t，岩石部位由0.258kg/t降至0.185 kg/t； - 取得了巨大的经济效益和良好的社会效益，对增强中国复杂矿床裂隙岩体爆破技术自主创新能力具有重要的理论及现实意义。

发现点及应用推广情况：- 综合激光全息二维、三维动光弹实验技术、全息干涉方法和数值模拟技术，对柱状药包爆炸端部效应、多药包应力场叠加、质点的垂直振动位移等方面进行了量化研究，取得了有益的创新成果； - 在矿山实际爆破应用中提出了一套在复杂矿床、裂隙岩体条件下岩体可爆性分区，露天矿台阶深孔的大密集系数布孔、深炮孔安全起爆、裂隙岩体爆破参数的优化技术方法； - 以及特大型露天矿岩体可钻性分级及穿孔技术经济指标的确定方法； - 这些技术综合应用，为巴润矿复杂矿床的高效开采提供了支撑； - 研究成果先后推广到白云鄂博主矿、东矿和固阳矿业公司文圪气铁鳞矿、白云石矿，经济效益显著，对复杂矿床高效开采具有重要的借鉴和示范作用。

项目所属科学技术领域：矿业工程，工程爆破。主要内容：项目以高速全息动光弹模型实验研究与爆破数值模拟研究相结合，按柱状药包模型建模，研究了露天矿台阶深孔爆破中岩体三维有效应力、应变特征，并成功地运用到巴润矿现场爆破试验中，确定了台阶深炮孔理想起爆方式；获得了适合巴润矿裂隙岩体台阶深孔爆破的合理技术参数，取得了以下创新性成果：理论研究方面：针对深孔爆破理论研究的空白，利用先进的全息激光动光弹实验技术，对露天台阶柱状药包的爆炸应力场和位移场进行了研究，揭示了柱状药包爆破的本质属性；基于国际先进的大型动态分析软件LS-DYNA3D进行了台阶爆破三维数值模拟研究，建立柱状装药结构模型，研究了其应力传播特点。针对巴润矿区岩性和炸药条件，研究了台阶深孔爆炸应力波的作用范围和沿抵抗性方向随时间发展规律，特别是台阶的顶、底部位的爆炸应力场。以上研究手段及成果均为岩体深孔爆破理论与技术的重大创新。现场试验研究：基于巴润矿采场的岩石物理力学性质、节理、裂隙分布等客观条件，确定了矿岩可爆性分区的技术指标、分区准则,提出了爆破分区的技术方法；以可爆性分区为基础对矿岩的爆破效果进行现场分区优化试验研究，取得了与裂隙优势方位垂直起爆、裂隙岩体大密集系数布孔、深炮孔底部起爆等安全可靠和便于推广的爆破优化成套技术，确定了巴润矿不同岩性和地质构造条件的合理爆破技术参数，实现了裂隙岩体爆破关键工艺技术的突破，这些综合技术手段配套使用，解决了裂隙岩体爆破的技术难题。研究成果应用：成果已成功应用于巴润矿生产中，在复杂矿床、裂隙岩体的台阶深孔爆破中效果显著。实现了矿岩破碎块度均匀，爆堆松散，台阶底板平整；延米爆破量显著提高：矿石部位由142.21t/m提高到206t/m；岩石部位由134.58t/m提高到235.8t/m；炸药消耗大幅降低：矿石部位由0.266kg/t降至0.195 kg/t，岩石部位由0.258kg/t降至0.185 kg/t；取得了巨大的经济效益和良好的社会效益，对增强中国复杂矿床裂隙岩体爆破技术自主创新能力具有重要的理论及现实意义。发现点及应用推广情况：综合激光全息二维、三维动光弹实验技术、全息干涉方法和数值模拟技术，对柱状药包爆炸端部效应、多药包应力场叠加、质点的垂直振动位移等方面进行了量化研究，取得了有益的创新成果；在矿山实际爆破应用中提出了一套在复杂矿床、裂隙岩体条件下岩体可爆性分区，露天矿台阶深孔的大密集系数布孔、深炮孔安全起爆、裂隙岩体爆破参数的优化技术方法；以及特大型露天矿岩体可钻性分级及穿孔技术经济指标的确定方法；这些技术综合应用，为巴润矿复杂矿床的高效开采提供了支撑；研究成果先后推广到白云鄂博主矿、东矿和固阳矿业公司文圪气铁鳞矿、白云石矿，经济效益显著，对复杂矿床高效开采具有重要的借鉴和示范作用。