金堆城露天矿预裂爆破装药方式优化研究

论文摘要

预裂爆破是临近边坡爆破常采用的爆破技术措施,已在矿山和工程建设中得到广泛的应用。预裂爆破普遍采用小直径药卷和导爆索捆扎在竹片上的装药方法,通过改变药卷问距实现设计的线装药密度,但其装药工艺及其配套器材原始落后,生产效率十分低下,严重影响预裂爆破技术的推广应用。本文在金堆城露天矿多年来预裂爆破实践的基础上,设计了两种高效的预裂爆破装药工艺——竹片倒刺钉固定式装药方法和U型UPVC卡槽式装药方法,通过模拟试验和数值模拟分析,最终选定U型UPVC卡槽式装药方法为最终的装药方法。根据金堆城露天矿的实际生产情况,通过数值模拟,确定了合适的UPVC管管径和炸药种类,设计了UPVC卡槽式装药方法用UPVC管的制作方法和流程,对传统的装药方式和本文设计的装药方式进行了成本对比分析；通过现场试验,对比分析了传统装药方式和本文设计的装药方式的装药效率,试验表明：本文设计的预裂爆破装药工艺比传统装药工艺效率提高了3倍以上,虽然单孔装药的直接成本稍有增加,但由于可以省时、省力、提高爆破施工的安全性,其潜在的经济效益和社会效益是巨大的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 国内外预裂爆破技术发展概况
• 1.2 金堆城露天矿生产现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 研究内容
• 2 预裂爆破高效装药工艺方法研究
• 2.1 预裂爆破非捆绑式装药方法可行方案设计
• 2.2 装药方式可行方案比较
• 2.3 结论
• 3 UPVC管选型和炸药选用的有限元分析
• 3.1 Ansys接触分析简介
• 3.1.1 接触问题分类
• 3.1.2 ANSYS接触计算能力
• 3.1.3 接触单元
• 3.1.4 接触分析过程
• 3.2 计算结果
• 3.3 结果分析
• 4 预裂爆破装药器材动力作用数值分析
• 4.1 数值模拟的基本原理
• 4.1.1 控制方程和空间有限元离散化
• 4.1.2 沙漏粘性与人工体积粘性控制
• 4.1.3 应力计算
• 4.1.4 时间积分
• 4.2 预裂爆破装药过程冲击作用的数值分析
• 4.2.1 数值模拟计算流程
• 4.2.2 计算模型及参数
• 4.2.3 数值模拟结果及分析
• 4.3 小结
• 5 预裂爆破装药器材生产工艺设计
• 5.1 生产工艺设计原则
• 5.2 U型UPVC成型系统组成
• 5.3 工作原理
• 5.4 U型UPVC端头钻孔
• 5.5 U型UPVC预裂爆破装药器材使用方法
• 5.6 U型UPVC预裂爆破装药器材与传统捆绑式方法成本比较
• 5.6.1 U型UPVC预裂爆破装药器材加工费用成本分析
• 5.6.2 两种装药方法装药施工人工成本分析
• 5.6.3 两种装药方法综合成本分析与比较
• 5.7 小结
• 6 现场预裂爆破试验
• 6.1 试验段概况
• 6.2 现场试验方案
• 6.2.1 预裂爆破参数
• 6.2.2 预裂爆破起爆方式
• 6.2.3 试验方案设计
• 6.3 试验结果
• 6.4 试验结果分析
• 7 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间撰写的论文