爆破是露天矿山重要的关键生产环节,是矿山组织生产的重点,爆破质量的优劣直接影响到矿山的铲装效率、边坡稳定及整个矿山的生产成本。随着国内主要大型露天矿山逐渐转入深部开采,对含水炮孔的安全高效爆破技术的需要日益突显,处理不当,不仅造成炸药能量的浪费,而且要比无水炮孔爆破后的大块、根底率增多,对矿山的生产效率和经济效益将产生直接影响。 本文在回顾国内外露天矿含水炮孔台阶爆破技术研究现状的基础上,系统分析了露天矿含水炮孔台阶爆破的主要影响因素和作用特点,并对水在炮孔爆破过程中的作用和影响因素做了简要的分析,同时对台阶爆破中产生大块、根底的原因和预防措施做了相关介绍。试图利用水在炮孔中的不可压缩性,均衡炸药爆炸能量,探索对炮孔中的水有益的处置方法,提高炸药能量利用率,改善爆破质量,提高矿山生产效率,降低露天矿山爆破后的粉尘,改善矿山生产环境;在数值模拟方面,通过运用在国内影响最大的有限元软件ANSYS/LS-DYNA对底部含水炮孔和底部无水炮孔台阶爆破岩体的受力状态进行了模拟研究。分别对底部含水炮孔和底部无水炮孔台阶爆破距炮孔不同距离处的应力场进行了分析,通过对比分析结果可以得出,底部含水炮孔在爆破过程中爆炸能的分布比无水炮孔爆破时更加合理,更加有利于提高矿岩的爆破质量。实现了含水炮孔爆区良好的爆破效果,为今后进一步开展工作奠定了较好的基础。 最后,针对石宝铁矿现场含水炮孔台阶爆破中出现的问题,对爆破参数进行了优化,对深水炮孔和浅水炮孔采取了不同的处理措施,并且在石宝铁矿进行了工业试验验证,取得了满意的效果。综合以上内容得出以下结论: (1)利用LS—DANY3D三维数值模拟方法,对距炮孔不同距离处的应力场进行了分析,证实了石宝铁矿底部含水台阶爆破的可行性。 (2)对水深小于2米的浅水炮孔,采用底部水间隔结构装药爆破;对于水深大于2米的深水炮孔,需要使用乳化炸药。对填塞部位采用直径1.5cm左右的小石子填塞能显著改善堵塞效果。 (3)实现了含水炮孔爆区良好的爆破质量,使炸药单耗降低5;以上,电铲铲装效率提高11;以上。