装药结构对深孔爆破粉矿产出率的影响研究①

2021-05-16李小元史秀志罗志华

矿冶工程 2021年2期

孔坤，李小元，史秀志，陈飞，喻智，罗志华

（1.中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410083；2.广西中金岭南矿业有限责任公司，广西武宣545900）

在矿山井下深孔爆破作业中，矿石的损失率是评估资源回收效率的一个重要指标。受限于铲装机械设备精度，过小块度的矿石往往无法有效铲装，进而成为矿石损失的一个重要原因。有研究表明，装药结构对粉矿产出量有重要影响［1］。合理的孔内装药结构能使爆破能量分布更均匀，粉矿比例降低，从而保证矿山经济效益和生产流程平稳。

运用数值模拟软件对爆破结果进行模拟分析具有低成本、高效率的特点，故应用广泛［2－5］。以往多数研究重点关注爆破后的整体破碎效果，而较少关注装药结构对粉矿具体产出量的影响。本文在分析南方某矿山现有大直径深孔装药结构的基础上，提出了6种深孔装药结构，运用ANSYS／LS-DYNA软件从失效比例和块度分布两方面进行对比分析，最终得到粉矿产出控制效果最好的装药结构，并于该矿山开展了现场实践。ANSYS／LS-DYNA软件作为一种显式动力分析软件，因具备众多的材料动态模型和接触类型，在高速、高压且瞬时的爆破研究领域应用较广。其中最常用的分析计算方法有Lagrang算法、Euler算法和ALE算法，前两种算法在处理爆炸大变形问题上会因自身限制而导致网格严重畸变，而后者却不会出现这种情况［6］。因此，本文采用ALE算法进行模拟研究。