DOI: 10.11799/ce202509020
煤岩破碎效率驱动的柱状药包延期时间组合优化与验证
王浩1
李祥龙2
胡涛1
李昊明3
周宇4
王小平5
1.昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 6500932.昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093;云南省教育厅爆破新技术工程研究中心,云南 昆明 6500933.河南理工大学 土木工程学院,河南 焦作 4540004.昆明理工大学 国土资源工程学院,云南 昆明 650093;国能准能集团有限责任公司 哈尔乌素露天煤矿,内蒙古 鄂尔多斯 0103005.金川集团镍钴股份有限公司 三矿区,甘肃 金昌 737100
摘要：基于柱状药包爆破漏斗理论与相似准则,开展了煤台阶单孔变孔深、变孔距爆破漏斗系列试验设计,获取了试验条件下煤岩体的关键爆破参数,包括弹性变形能系数、临界深度比、最佳埋深比以及合理孔间距等.依据柱状药包平方根相似律进行推导,得出在孔径为 200 mm的工况下,最佳排距为7.60 m,最佳孔间距为8.38～10.44 m.结合类似工程经验和现场实际情况,对孔间和排间距进行优化,最终确定孔间和排间分别为9 m和 8 m.运用ANSYS/LS-DYNA构建二维数值模型,对42 ms×65 ms、42 ms×100 ms两种延期时序下煤岩损伤演化规律与应力波传播特性进行定量表征.在此基础上,揭示延期时间对破碎均匀性的控制机制,即:42 ms×100 ms的组合通过应力波叠加,能够显著扩展裂隙网络,使有效破碎区面积更大,进而提升煤岩破碎的均匀性.现场工业试验结果显示,在优化时序下爆堆形态呈缓坡状,爆堆高度适中,自由面可见贯穿的裂纹,松散程度合适,大块率降低.相较于42 ms×65 ms的延期时间组合,电铲作业效率提高约 10%,该结果与数值模拟研究结果相吻合.该研究成果从能量匹配与波动干涉角度出发,完善了柱状药包爆破参数设计理论,为露天煤矿高效开采提供了兼具科学性与经济性的工程解决方案.
关键词：煤岩破碎效率柱状药包爆破漏斗试验煤岩损伤演化数码电子雷管
分类号：TD824(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(52274083)云南省基础研究计划面上项目(202201AT070178)云南省教育厅高校服务重点产业科技项目(FWCY-BSPY2024053)
论文发表日期：2025-09-20
在线出版日期：2025-11-03（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 146-155 )
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