在露天臺階爆破中,是否留有根底是評價爆破效果好壞的重要指標,產(chǎn)生根底的主要原因是炮孔底部的夾制作用過大,爆破沖擊波作用過弱,導(dǎo)致巖體坡底線巖石不能得到破碎。超深的目的就在于克服底盤夾制作用避免產(chǎn)生根底,超深可以有效的解決坡底線根底的問題。但在露天臺階爆破實際操作中,超深取值也僅依靠經(jīng)驗,超深過小起不到消除根底的作用,超深過大又會致使下一臺階頂部巖石過度粉碎,震動過大不利于下一臺階的鉆孔工作,造成炸藥浪費,提高礦山實際生產(chǎn)成本。通過對巖石破碎機理、臺階破巖機理和炮孔超深作用機理的學(xué)習(xí),分析了超深的影響因素。對于露天礦山而言,炸藥和巖石的可爆性對超深的影響是一定的,而孔網(wǎng)參數(shù)對超深的影響是非常重大的,由其是底盤抵抗線和孔徑的影響,它們的大小直接影響到超深的取值。通過在礦山收集整理數(shù)據(jù),利用Pro/ENGINEER Wildfire 5.0和HyperMesh14.0建立了在其他孔網(wǎng)參數(shù)一定情況下,底盤抵抗線為525cm、550cm、575cm和600m,孔徑為100mm、150mm、170mm、200mm,超深為0cm、25cm、50cm、62.5cm、75cm、87.5cm、100cm、125cm的128組計算模型。利用LS-DYNA進行后處理,通過比較臺階坡底線選取連續(xù)單元的有效應(yīng)力值最大值是否超過巖石的屈服強度來判斷巖石是否破碎的判斷準則,得到了在不同底盤抵抗線和孔徑下最佳的超深值;通過對模擬所得數(shù)據(jù)整理和分析,利用MATLAB擬合得到在其他孔網(wǎng)參數(shù)一定的情況下,超深與底盤抵抗線和孔徑的關(guān)系式h=-0.436×d+0.575×w-180.80。對沙爾湖露天煤礦主采區(qū)6號煤層礦巖剝離的深孔臺階爆破進行現(xiàn)場試驗與分析,設(shè)計試驗將根據(jù)主采區(qū)剝離巖石有選擇性的選取不同情況下的爆破方案。比較不同底盤抵抗線和孔徑下不同超深的爆破效果,通過驗證可知計算機模擬結(jié)果的真實性的與可靠的。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD235.3
【部分圖文】：

上述所選參數(shù)均為近年來大中型露天礦山深孔臺階爆破設(shè)計的范圍，這為后續(xù)模擬提供強有力的真實性和科學(xué)性，建立有限元模型如圖 4.1。圖4.1 露天深孔臺階模型刨面圖

分別用黃色和藍色表示。其他部分均為巖體用褐色表示，由于空氣鑲嵌在堵塞、炸藥和巖體中用紅色表示，一般將空氣顏色隱藏以便后續(xù)操作，網(wǎng)絡(luò)劃分如圖 4.2。圖4.2 露天深孔臺階網(wǎng)絡(luò)劃分圖4.1.3 邊界條件網(wǎng)絡(luò)劃分好后，不要急于對各部分進行材料參數(shù)的賦予，要先對劃分好的網(wǎng)格進行邊界條件的設(shè)置。如果不設(shè)定邊界條件就會將模型基于理想化狀態(tài)，而在實際中不可能存在，不是模型每一個面的方向都是相同的物質(zhì)與狀態(tài)，這樣我們就將模型裸露在空間外的面設(shè)置為反射邊界，把包含在巖體內(nèi)的面設(shè)置為無反射邊界。在模型中左面、右面、后面、坡下地面設(shè)置為無反射邊界，采用關(guān)鍵字*BOUNDARY_NON_REFLECTING 約束；在模型中正面設(shè)置為對稱邊界，采用關(guān)鍵字*BOUNDARY_SPC_SET 約束；在模型中坡頂面、坡面、坡上底面設(shè)置為反射邊界不需約束，邊界條件如圖4.3。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文- 28 -圖4.3 露天深孔臺階邊界條件圖4.1.4 材料參數(shù)在上述過程全完成后，就要進行前處理的最后一步對各個部分單元賦予其相應(yīng)的材料參數(shù)。材料參數(shù)的選擇使用 LS-DYNA 自帶的數(shù)據(jù)庫，每一種材料都有其對應(yīng)的編號，在有些材料中還有其對應(yīng)的狀態(tài)方程。炸藥材料參數(shù)我們選取 LS-DYNA 材料庫中高能炸藥材料乳化炸藥，可較為精確的描述炸藥的物理化學(xué)性質(zhì)。高能炸藥在起爆后炸藥單元體內(nèi)的壓力 P 由狀態(tài)方程求得，一般采用 JWL(Jones-Wilkins-Lee)狀態(tài)方程。該狀態(tài)方程是一種不顯含化學(xué)反應(yīng)、由實驗方法確定參數(shù)的半經(jīng)驗狀態(tài)方程，能較精確地描述爆轟產(chǎn)物的膨脹驅(qū)動做功過程。JWL 表現(xiàn)為以下形式：VEeRVeBRVPARVRV = + +12(1)(1)12（式 4.1）式中P——壓力；E——單位體積爆轟產(chǎn)物的內(nèi)能；V——爆轟產(chǎn)物的相對體積，即爆轟產(chǎn)物體積與初始體積之比；A、B、 、 及 為待定參數(shù)；炸 藥 材 料 模 型 采 LS-DYNA 中 的 *MAT_008 號 材 料 模 型 ， 即*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN
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本文編號：2851451