紫金山金铜矿地下-100m~100m范围内铜矿体开采所采用的采矿方法为分矿房矿柱两步骤回采的阶段空场嗣后充填采矿法,采用大直径深孔侧向崩矿的方式进行爆破回采。201 5年6月深部采场开始一步骤矿房回采后,主要出现了以下三个方面的问题:1)大规模回采爆破引起的爆破振动与爆破冲击过大,产生的爆破危害效应明显;2)大规模落矿过程中大块率过高,块度级配差,严重影响了后续出矿工序;3)采场回采大直径深孔爆破炸药单耗较高,炸药单耗存在降低空间。论文以紫金山金铜矿采场回采爆破控制技术研究课题(编号:01051602)为依托,基于深部采场回采爆破现状,通过理论研究、数值模拟、现场试验等手段,开展采场大直径深孔回采落矿爆破参数研究,运用控制爆破技术手段解决上述问题。论文在爆破机理研究方面,首先分别对球状药包爆破、VCR法爆破及空气间隔装药爆破等三种装药结构下的爆破作用机理进行分析,引入Starfield迭加法,对柱状药包爆破漏斗的形成进行计算分析,推导其爆破漏斗半径的计算公式,对空气间隔装药孔内初始冲击压力进行推导计算,得到孔内初始冲击压力的分布规律,由此对空气间隔装药爆破岩体内的开裂及破坏特征展开分析,并与采场爆破特点相结合,得到确定空气间隔装药不耦合系数取值范围的计算方法。后将VCR法爆破作用机理与中空孔爆破作用机理相结合,对中空孔VCR法深孔掏槽爆破作用机理进行分析,对炮孔间距、堵塞长度、装药长度等参数进行推导计算,计算发现装药长度约为孔底堵塞长度的3~4倍较为合理。最后,又对采场爆破炮孔堵塞效应进行分析,提出了确定采场爆破中炮孔堵塞长度的几条原则,并由此得到了确定孔口及孔底堵塞长度的计算方法。在爆破数值模拟分析及方案优选方面,论文采用基于ALE算法的ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,先对空气间隔装药结构方案进行爆破数值模拟分析,比较各方案实际爆破效果,优选出了最佳的装药结构方案。后在中空孔VCR法掏槽爆破机理研究中,运用数值模拟手段分析掏槽爆破中的空孔效应,为确定掏槽爆破参数提供理论依据。最后,在炮孔堵塞长度研究中,分析了炮孔堵塞长度爆破数值模型的爆破效果变化,确定了孔口最佳堵塞长度约为1.6 m,孔底最佳堵塞长度约为1.1m的采场回采爆破炮孔堵塞方案。在现场工业试验方面:掏槽爆破试验,采用中空孔VCR法掏槽爆破方案,装药长度为3 m,单次掏槽爆破高度可达5 m,且爆破块度均匀,施工速率高,可提高矿房回采效率;回采爆破试验,采用“装3m药间隔1m空气”形式的空气间隔装药结构,炸药单耗明显降低,大幅节约了火工材料成本,单个矿房可节约火工成本约为1 5%;在爆破危害效应控制及监测上,对微差起爆网络进行了优化设计,并进行爆破振动情况的监测分析,计算了空气间隔装药下的爆破振动安全允许最大单响药量,对爆破装药量进行了控制。