矿山开采是为国民经济提供原料和能源的工业,大部分露天金属矿山在边坡处理中均采用预裂爆破技术。预裂爆破技术能够有效控制围岩的超控和破裂,从而在露天矿边坡处理上得到广泛应用。因此,有必要在矿山生产中对预裂爆破参数进行优化,以加快矿山生产建设速度,维护边坡稳定,降低爆破成本,从而获得良好的经济和社会效益。本文以大孤山铁矿在边坡处理中如何在靠帮情况下形成平整和稳定的预裂面为研究对象,通过研究主要爆破岩种的孔网参数和微差间隔时间,采用ANSYS/LS-DYNA软件并根据生产试验进行优化,得出主要爆破岩种的最优爆破参数。在现场进行预裂爆破试验,观测半壁孔出现率、预裂面的平整性以及破坏范围,并采用爆破振动测试观测降震效果,通过预裂爆破综合评价模型评测优化前后预裂爆破设计方案的爆破效果。通过理论分析、实验室测试和现场试验,取得以下研究成果:(1)根据试验结果表明,采用三角形布孔方式,可以形成等值抵抗线和较均匀的应力场,其最不利破坏区域明显减小,爆炸能量分配更均匀,保证爆破破碎的效果。(2)通过ANSYS/LS-DYNA有限元程序软件,得出大孤山铁矿主要爆破岩种的最优爆破参数。磁铁矿、花岗岩的孔网参数均调整为7m×6.5m,孔间微差时间为25ms,排间微差时间为65ms。片麻岩的孔网参数调整为8m×7.5m,孔间微差时间为25ms,排间微差时间为65ms。几种主要爆破岩种参数优化后,半壁孔率显著提高,振动降低,不平整度减小,破坏范围也明显降低。(3)实现了精细爆破理念在大型露天矿山的具体实践,突破了传统以现有雷管段别确定微差时间的局限,使微差时间设计合理化。(4)利用模糊数学原理,在总结和分析预裂爆破效果特点及影响因素的基础上提出了评价预裂爆破效果的新方法,建立了露天矿山边坡预裂爆破综合评价模型,证明了模糊数学评价预裂爆破效果的可行性。