近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各大礦山在提產(chǎn)能、降成本上尋求新的突破。傳統(tǒng)的成井技術(shù)被淘汰,深孔爆破成井技術(shù)(平行空孔掏槽及群孔球狀藥包爆破成井)應(yīng)運(yùn)而生,但是受地質(zhì)條件、鑿巖設(shè)備等的影響,在實(shí)際施工中仍存在問題。本文以“馬坑鐵礦大直徑深孔采場切割天井”為研究背景,通過現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研、爆破理論分析、爆破漏斗試驗(yàn)、數(shù)值仿真及現(xiàn)場爆破試驗(yàn)等研究方式,系統(tǒng)的研究了兩大技術(shù):(1)純VCR掏槽爆破技術(shù)解決天井掏槽,(2)側(cè)向崩落技術(shù)解決天井成型。開展的工作及具體成果如下:(1)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)概況及當(dāng)前爆破成井存在的效率低、單耗高等問題進(jìn)行深入調(diào)研,較為全面的總結(jié)了影響爆破成井效率的因素,為后續(xù)研究思路的凝練奠定基礎(chǔ)。(2)基于利文斯頓爆破漏斗理論,設(shè)計(jì)并開展100mm孔徑的爆破漏斗實(shí)驗(yàn),將礦業(yè)軟件3dmine應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理中,分析數(shù)據(jù)得到2.1kg球狀藥包最佳藥包埋深1.26m,最佳比例埋深0.98kg/m³;基于此,理論計(jì)算確定天井球狀藥包爆破參數(shù)。(3)根據(jù)爆轟理論、巖石爆破理論和應(yīng)力波衰減規(guī)律推導(dǎo)計(jì)算了炮孔直徑為150mm,裝藥直徑為150mm的耦合球狀藥包在巖體中爆炸形成...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 平行空孔掏槽爆破成井研究現(xiàn)狀
        1.2.2 VCR掏槽爆破成井研究現(xiàn)狀
        1.2.3 一次爆破成井研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
第二章 試驗(yàn)地區(qū)地質(zhì)條件及現(xiàn)行爆破成井方案調(diào)研
    2.1 引言
    2.2 工程地質(zhì)概況及巖石力學(xué)參數(shù)
        2.2.1 主要地層
        2.2.2 斷層
        2.2.3 穿脈地質(zhì)現(xiàn)狀
        2.2.4 礦巖穩(wěn)固性
    2.3 現(xiàn)行爆破成井方案現(xiàn)場調(diào)研
        2.3.1 現(xiàn)行爆破成井方案
        2.3.2 現(xiàn)行爆破成井方案施工中存在的問題
        2.3.3 解決思路
    2.4 本章小結(jié)
第三章 爆破漏斗試驗(yàn)研究
    3.1 前言
    3.2 利文斯頓爆破漏斗理論
        3.2.1 爆破漏斗理論
        3.2.2 深孔參數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.2.3 爆破漏斗試驗(yàn)炮孔直徑的確定
    3.3 現(xiàn)場爆破漏斗實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及炮孔布置
        3.3.2 裝藥、堵塞和起爆
        3.3.3 爆破漏斗體積與半徑測(cè)量
        3.3.4 數(shù)據(jù)處理及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 VCR掏槽+側(cè)崩成井機(jī)理及參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.1 概述
    4.2 爆破破巖機(jī)理
        4.2.1 VCR掏槽爆破破巖機(jī)理
        4.2.2 側(cè)向崩落破巖機(jī)理
    4.3 爆破參數(shù)理論分析
        4.3.1 基于Mises準(zhǔn)則判定巖石破壞
        4.3.2 壓碎區(qū)及裂隙區(qū)范圍的計(jì)算
        4.3.3 VCR掏槽孔的布置
        4.3.4 VCR掏槽裝藥量的確定
        4.3.5 分層高度
        4.3.6 微差時(shí)間的確定
    4.4 本章小結(jié)
第五章 VCR掏槽數(shù)值模擬研究
    5.1 前言
    5.2 數(shù)值仿真
        5.2.1 數(shù)值仿真過程介紹
        5.2.2 算法選擇
        5.2.3 單元類型
        5.2.4 無反射邊界條件
    5.3 材料模型的選取
        5.3.1 巖體力學(xué)模型
        5.3.2 炸藥爆破模型材料及狀態(tài)方程
        5.3.3 空氣材料模型及狀態(tài)方程
        5.3.4 堵塞物模型材料
    5.4 球狀藥包掏槽數(shù)值模擬
        5.4.1 天井掏槽方案及數(shù)值模型的建立
        5.4.2 一字型掏槽數(shù)值模擬
        5.4.3 三角形掏槽數(shù)值模擬
        5.4.4 菱形掏槽數(shù)值模擬
    5.5 本章小結(jié)
第六章 VCR掏槽+側(cè)崩成井方案現(xiàn)場試驗(yàn)研究
    6.1 引言
    6.2 工程背景
        6.2.1 試驗(yàn)場地工程地質(zhì)概況
    6.3 鉆孔偏斜分析及控制
        6.3.1 深孔鑿巖偏斜機(jī)理及鉆桿力學(xué)模型分析
        6.3.2 垂直鑿巖鉆桿力學(xué)模型分析
    6.4 VCR掏槽+側(cè)向崩落成井方案試驗(yàn)
        6.4.1 成井位置
        6.4.2 天井炮孔布置方案
        6.4.3 爆破器材
        6.4.4 第一次爆破成井試驗(yàn)
        6.4.5 第二次爆破成井試驗(yàn)
        6.4.6 第三次爆破成井試驗(yàn)
    6.5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較
    6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3804234