矿业研究与开发

作者：万再春,曾庆田,黄恒,李志钧

关键词：二次破碎;多孔爆破;块度特征;能量耗散

为解决普朗铜矿自然崩落法开采中产生的尺寸超过1.2m 的大块矿岩导致设备堵塞、成本增加的问题,借助有限元数值模拟方法,详细分析了不同炮孔数目下3种典型大块矿岩二次破碎的块度分布及能量分布特征.首先,通过图像处理与现场测量获取了矿岩的块度分布数据,并对矿岩进行分类.其次,利用有限元软件模拟爆破应力演化、裂纹扩展和能量耗散.结果表明,不同炮孔数目对大块矿岩的破碎效果有显著影响.随着炮孔数目的增加,岩石内部应力分布更均匀,破碎效果增强.炮孔数目相同时,3种典型大块矿岩在距离炮孔相同距离时受到相近的爆炸荷载压力.爆炸荷载压力随着与炮孔距离的增加而迅速衰减.多孔爆破时,两孔分布中心线上的应力值最大,三孔分布中心线上的应力值最小.随着炮孔数目的增加,裂纹数量相应增加,并在矿岩中形成更长的裂纹或更广泛的裂纹网络,且多孔爆破形成定向裂纹或裂纹带.多孔爆破后的矿岩块度分布特征表现为均匀且破碎.炮孔数目与动能和内能的最大值成正比,相同炮孔数目条件下,各尺寸矿岩内能保持稳定,岩石的动能和内能之比随着大块矿岩尺寸的增加而降低.因此,在普朗铜矿岩石二次破碎施工中,小型大块矿岩可采用单孔爆破,中型和大型大块矿岩可采用双孔爆破.

来源：2025年第7期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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