随着全球矿业向深部开采不断推进,地下爆破技术在深孔爆破中的设计与优化变得尤为关键。深孔爆破因其适应深层复杂岩石条件和大型矿体开采的独特优势,逐渐成为现代地下采矿不可或缺的重要手段。面对地质条件的多样性与深部高应力环境,合理优化爆破参数不仅能够提升开采效率,还能有效保障矿工安全和巷道稳定,成为矿业技术研发的重点方向。
深孔爆破的参数优化设计是实现高效安全开采的基础。以董瓜山铜矿为例,针对大直径深孔爆破展开的研究通过数值模拟方法优化了爆孔直径、孔距、装药结构以及延时引爆时间等关键参数。结果显示,合理的参数配置能够显著提升爆破碎块的均匀度和破碎率,有效减少过大块矿石比例,从而简化后续矿石运输与加工流程。在三新金铜矿,原有爆破方案存在大块矿石比例过高导致运输困难的问题。通过调整扇形深孔爆破的装药方式、炸药用量及延时起爆时间,降低了二次爆破频次和对矿体顶部与底板的扰动,避免了顶板及底板松动引发的安全隐患。多参数协同优化成为提升效果与安全性的关键路径。另一方面,煤矿深孔爆破尤其是在低渗透性煤层中,通过累积爆破技术提高煤层透气性,大幅提升煤层气抽采效率。仿真分析优化的延时参数极大促进了孔隙连通和裂隙发展,增强了煤矿灾害防范能力和资源利用效率。
深孔爆破的爆破机制及数值模拟技术也取得显著进展。深部矿山普遍面临岩爆威胁,这类灾害对人员和设备安全构成严峻挑战。结合理论分析与数值模拟的研究揭示了高地应力条件下爆破过程中的应力传递与释放规律,帮助设计更合理的爆破方案以降低岩爆风险。随着数字电子雷管等先进技术的推广,传统浅孔爆破设计已难满足深孔爆破的高效需求。新兴的切割爆破技术通过分散装药和分阶段引爆,优化切割孔布局,实现爆炸能量的合理分配,有效提升岩石破碎效率,尤其适合隧道掘进和大断面矿山开采。声波测试与数值模拟相结合,深入分析爆破引起的围岩损伤特性,为缩小冲击波破坏范围及合理确定爆炸药量和充填深度提供科学依据,推动绿色安全的矿山爆破技术迈向新高度。
矿山的安全稳定性始终是地下开采的重要保障。大型高陡边坡和深部高初应力巷道的稳定性直接影响生产安全。以董瓜山铜矿为例,合理控制爆破方量与爆破次序,有效保持采场楼板稳固,避免了局部崩塌事故发生,充分体现了爆孔间隔和装药结构合理匹配的重要性。为了适应深部连续、平缓倾角和脆弱地质条件,更多矿山开始采用大采场开采技术配合深孔爆破,不仅提升了产能,还兼顾了生产安全。大型板段开采的新工艺通过优化爆破设计实现了效率与安全的平衡。同时,智能化机械化设备的广泛应用为深孔爆破技术创新提供了强大硬件支持。现代机器学习等数据分析技术的引入,使爆破参数的选择与优化趋向智能化,实现了开采过程的自动化调控和精细化管理,极大提升了生产水平和安全保障。
综观当前地下深孔爆破技术的发展趋势,优化设计、爆破机制研究和安全稳定性提升正共同推动矿山开采进入一个精准、高效且绿色的新阶段。借助多学科技术融合和智能化手段,未来的爆破技术不仅将进一步提高资源开发效率,还能更好地保障矿山安全和环境保护,为深部矿山的可持续开采注入持续动力。矿业生产者应不断探索适宜各类深部地质条件的爆破新技术,推动矿业现代化进程迈上新台阶。
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