采矿切割天井是高效采矿法的一项十分重要的工程,它为矿石的顺利回采提供最初的自由面和补偿空间,其工程质量的好坏将直接关系到矿石生产能否正常的进行。本文采用高天井一次成井理论,结合爆破漏斗实验,确定了漏斗爆破最佳埋深,应用高天井一次成井爆破参数计算理论,确定了一次成井技术的主要参数及其计算方法,基于LS-DYNA对一次成井技术的掏槽方式进行了数值模拟,最后在矿山采场进行了现场实验研究。得到如下结论:(1)根据矿山现场情况,设计单孔药包爆破漏斗现场试验并进行现场实施,收集实验数据,在分析所获数据的基础上,确定了漏斗爆破最佳埋深为2.8m,最佳深度比为0.809,为爆破成井试验其他参数的确定提供参考依据。(2)分析了影响爆破一次成井的主要参数。主要包括布孔参数、装药参数和微差时间的计算。在结合相关理论的基础上,对成井爆破的布孔参数、装药结构、毫秒微差给出了理论或经验公式,为每项参数的确定提供了科学依据。(3)对一次成井的不同掏槽方式做了数值模拟,通过分析岩体应力分布,节点震速,对比两种掏槽方式的成井效果。得到了两种掏槽方式的动态过程,经比较,螺旋掏槽效果较好。(4)在会宝岭铁矿有限责任公司地下采场分阶段进行了多次现场成井试验,在切割天井爆破施工时,采用Blastmate Ⅲ测震仪在井下和地表对爆破震动进行测量,测量结果显示,X、Y、Z三个方向的震速和频率均在安全规程的限值以内,不会对地表建筑物和井下工程造成威胁和破坏,同时不断在实践中优化爆破方案,形成了一套独有的工艺,为高天井一次成井技术提供了可靠的实践经验。
