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2014-10-28 19:01:09.0 责ren编ji:cui玮na

 

完成时间1990年、1996

完成单位:眀en┛萍糳a学、chang沙kuang冶研究yuan、首钢kuang业公司水厂铁kuang、benkuang南fen露天铁kuang、maan山kuang山研究yuan

项目主持人及参加人员:于ya伦、高xiao初、胡guang荣、王德胜、qu世杰、孙 仲、吴从shi、王鹤年、宫永军、王林、龚敏、邢洪义、徐风cai

撰gao人:于ya伦

1项目介shao

ben研究fen为两bufen:邻近边帮da孔径(φ250mm)预裂bet98技术的研究和高台阶靠帮预裂-减振bet98技术(310mm)的研究。

fen别是“七五”期间(19861990)和n宋濉逼诩(199l1995)国家重点科技攻关项目的一bufen。

da型露天kuang一次bet98量da,不少kuang山yi转ru深凹和凹陷开采,需处理的边坡高度达几百米,甚至shangqian米。wu论从技术先进xinghuai是经济he理xinglai考虑,采yongda孔綿uiち裝et98蕅ian厝huai姆⒄骨魇啤R运鷎uang为例,dui45R(φ250mm)牙轮钻ji和YQ150(φ150mm)qian孔钻穿凿预裂孔进行技术经济比较表明:sui然45R牙轮钻ji的投资成ben高,但根据投资年成ben计算,单位预裂线chang度的预裂bet98zong费yong比采yongYQl50qian孔钻低34%。目前在kuang山穿孔能力有余的条件下,采yong生chanyong钻ji(45R)进行da孔綿uiち裝et98在技术shang是可行的,经济shang襝ai莌e理的。

2邻近边帮da孔径(φ250mm)预裂bet98技术的研究

21  da孔綿uiち裝et98的技术特征

(1)以bet98地zhi工zuo、岩石动载特xing为基础进行fen区设计。

(2)根据量纲fen析原理确定预裂bet98主要参数。从量纲的基ben原理出发,蚿in汲鲈et98的线装药密度(yin变量)、孔间juyu一xie独立物理量(自变量)的函数关xi。

(3)控制邻近预裂bet98的主炮孔排数、he理选ze炸药类型和不耦hexi数、斜线排间毫秒延时起bao、确定he理填塞chang度等duo项技术措shi。

(4)调整缓冲孔参数,控制半壁孔高度。在jian固和比较jian固的地段,岩壁shang都留觴ing逦杉陌氡诳住5氡诳譪hang度yin岩层构造、bet98参数不同而异。图1为几謟hi氡诳椎那榭觯杼ń赘叨renH,半壁孔chang秗enbbH值列于表1

为控制边坡断面形状,主要控制图2zhong△abc的几hechi寸,即控制缓冲孔药量、缓冲縵i朐ち芽椎呐偶鋔u。根据水厂铁kuang的情况,dang缓冲孔药量为主炮孔药量的50%~60%,缓冲縵i朐ち芽着舑u为4550时,可出现图1c的情况。

 

 

(5)预裂bet98计算ji辅助设计xi统

预裂bet98计算ji辅助设计xi统包括硬件和软件两bufen。为满足不同yonghu需要,ben软件适yongIBM微jixi列,yonghu可选yongIBMPCXT286ATji和兼容ji、24针打印ji、AZA3hui图yi。

22预裂bet98xiao果的观测

评价预裂bet98xiao果yin工cheng要qiu不同而异,但在评价bet98载荷dui边坡稳定影响时,首先要考虑的是动载荷的da小和破huai范围。

221  bet98振动特xing的测量

采yongCD1型拾振器一ci带记录yi一IBM计算ji的测shifen析xi统。

dui预裂bet98的降振率采yong直接法、推算法和K值法3种方法计算:

根据20次bet98振动监测结果de出:

(1)3种计算方法的降振率fen别为:直接法,443%;推算法,60%;K值法,591%。

(2)bet98振动pin率随着juli的增加,高pin含量减少,主pin率yu振源pin率有较hao的相关xing。

(3)边坡振动的pin带较zhai,主pin聅hi憬xi停咂耫ui低pin振动有较hao的响应,边坡坡顶线附近区域dui振动具有放dazuoyong。

222破huai范围的测定

水厂铁kuang进行了18次预裂bet98,dui其zhong的10个典型bao区进行了破huai范围的测量。破huai范围减少60%,以shang。

23成果特点

(1)采yong生chan钻ji(45R牙轮钻)进行φ250mmda孔綿uiち裝et98,降振xiao果hao。

(2)为shi现邻近边帮预裂bet98,采yong5项体现dang前bet98新技术的关jian技术措shi,即以bet98地zhi工zuo、岩石动载特xing为基础进行fen区设计,以量纲fen析原理确定预裂bet98主要参数;控制邻近预裂bet98的主炮孔排数等duo项技术措shiuai髡撼蹇撞问刂瓢氡诳赘叨龋粂ongCAD技术进衳ingち裝et98设计。

(3)在邻近边帮预裂bet98的设计和shi工zhong,chongfen考虑了采场岩体结构特xing和岩石动载特xing,提出了加强bet98地zhi工zuo的措shi,特别是采yong三zhou高su冲jishi验装置,测定了duo种kuang岩在高应变率下的岩石动载特xing,具有创新xing。

24技术经济fen析

首钢水厂铁kuang为quan国da型露天kuang,fu务年限chang,dui边坡稳定xing要qiu高。采yong邻近边帮da孔綿uiち裝et98后,可节省边坡工cheng设备费和额外的剥岩费yong达123万元/年,增加回采kuang量的经济xiao益为382万元/年,he计为505万元/年。

25结论

(1)采yong生chanyong钻ji(45R牙轮钻),进行φ250mmda孔綿uiち裝et98,降振xiao果hao,钻ji单一化,代表da型露天kuang预裂bet98技术的一种发展趋势。

(2)为shi现邻近边帮预裂bet98采yong的5项关jian技术措shi,不仅具有先进xing,而且其原理、方法dui露天kuang山具有广泛的适yongxing。

(3)在首钢水厂铁kuang经guo18次shi验,共bao预裂孔467个,预裂线zongchang度1400m,xiao果显著,做到一次成帮。yupu通bet98法相比,降振聅hi44%以shang,破huai范围减少60%以shang。

3高台阶靠帮预裂一减振bet98技术研究

我国露天kuang山随着开采深度的增加,露天kuang内坡愈lai愈高,边坡稳定xing的控制和维hu膞un燃觗a。

31技术特征

ben研究的技术难点是在高台阶(台阶高度由12m增da到18m)、da孔径(孔径由250mm增da到310mm)、陡边坡情况下进行靠帮控制bet98,这在国内尚属首次。技术要qiu是在保zheng边坡安quan的条件下,确定he理的控制bet98方法,优化bet98参数,研究先进的bet98装药shi工工艺。

其特点是:

(1)采yong生chan钻ji(YZ55A牙轮钻ji)进行φ3 10mmda孔綿uiち-减振bet98,钻ji单一化,降振xiao果hao,代表da型露天铁kuang控制bet98技术的一种发展趋势。

(2)首次提出的预裂-减震bet98理论及工艺,它不仅适yong于采yong垂直孔控制bet98的特点,而且具有重要的理论意义。

(3)在预裂-减振bet98ji理研究zhong,采yong高su激guangquan息动guang弹yidui高低台阶预裂bet98的应力场和双孔bet98die加应力场的定量fen析研究具有开拓意义。

(4)针dui预裂bet98径向不耦he装药、超chang药卷制zuo及现场应yong的kun难,成功地采yong半自动连续装药的新方法,jiejue了duo年kun扰预裂bet98shi工的难ti。

32预裂-减振bet98的shizhi

现代预裂bet98技术的目标是预裂减振。随着开采技术的发展,台阶高度yi由12mpu通台阶向18m高台阶guo渡。由于国内露天kuang靠帮控制bet98duo采yong牙轮钻ji穿凿垂直孔,若采yongchuan统的预裂bet98技术不可避免地会带lai一xi列的问ti:

(1)da孔綿uiち裝et98,每孔装药量da,预裂孔同时起bao所chan生的地震xiao应dui边坡稳定的影响不容忽视。

(2)bet98后预裂面shang留有垂直的半壁孔,台阶坡面角不符he设计要qiu,需进行二次xiu坡。

(3)采yong捆bang式“药串”装药结构,shi工复za,尤其是在北方地区,冬天天气han冷,在南方地区,夏jiduo雨,都给shi工带laijida不便,致使难以在生chanzhong推广应yong。

为克fushangshuque点,我们提出预裂-减振bet98技术、即在主体bet98前沿着露天kuang最终境界线布置一排预裂孔,采yong连续柱状不耦he装药,yong导baosuoshi现孔口向孔di起bao。bao后形成一条具有一定宽度的破sui带,在台阶坡面shang不keqiu留半壁孔,shi现bet98一次成帮。预裂-减振bet98所追qiu的主要目标是形成具有一定宽度的破sui带,dui主体bet98地震波起到阻隔和反射zuoyong,同时控制预裂bet98ben身dui边坡的影响,从而保hu边坡的安quan。

33预裂-减振bet98的xiao果

331  降振聅hi牟舛ń峁

根据预裂-减振bet98的shi测结果,yong直接法和推算法两种方法计算,其降振率fen别为6828%和507%。完quan达到了he同要qiu,yupu通bet98法相比,降振率达到30%一40%的攻关目标。

332破huai范围的测定

yong丈量法测量,破huai范围减少了748%;yong波su法测量,破huai范围减少了68%。

摘自《zhong国典型bet98工chengyu技术》