白登磷礦臺(tái)階爆破參數(shù)的合理選擇及

白登磷礦臺(tái)階爆破參數(shù)的合理選擇及爆破塊度分布規(guī)律研究學(xué)生張立國

指導(dǎo)教師欒龍發(fā)副教授

學(xué)院國土資源工程學(xué)院

專業(yè)采礦工程研究方向爆破工程及安全技術(shù)NationalEngineeringLaboratoryforVacuumMetallurgy目錄

白登磷礦臺(tái)階爆破現(xiàn)狀分析2白登磷礦臺(tái)階爆破的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究4白登磷礦臺(tái)階爆破方案初步設(shè)計(jì)3緒論1白登磷礦爆破塊度分布規(guī)律與爆破參數(shù)的優(yōu)化研究5結(jié)論與展望6緒論1.1論文的研究背景

本文通過對(duì)白登磷礦礦山爆區(qū)的地形地質(zhì)等條件、礦山巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、爆破器材性能以及該礦的爆破參數(shù)等進(jìn)行綜合定性定量分析，結(jié)合爆堆塊度分布規(guī)律的理論來進(jìn)行研究，并根據(jù)臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)方案在白登磷礦開展工業(yè)性試驗(yàn)，找出影響爆破塊度與根底因素。通過研究確定白登磷礦采場(chǎng)中爆破參數(shù)優(yōu)化方案，提高爆破破巖效率，控制工作面大塊率，降低根底率及爆破成本，提高白登磷礦的經(jīng)濟(jì)效益，確保生產(chǎn)安全。緒論1.巖體爆破塊度研究方法綜述2.巖體爆破塊度模型的研究3.節(jié)理巖體爆破的研究進(jìn)展4.巖體爆破塊度的分形理論1.2國內(nèi)外

的研究

現(xiàn)狀5.爆破塊度的測(cè)定方法緒論1.3研究內(nèi)容與研究方法

（1）研究內(nèi)容通過對(duì)白登磷礦采場(chǎng)中深孔爆破的研究工作，以及礦山采場(chǎng)中巖石的物理學(xué)性能，對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確定合理的鉆爆參數(shù)，開發(fā)出適合白登磷礦的爆破技術(shù)，從而降低礦山的鉆爆成本、提高起爆網(wǎng)路的可靠性和安全性、降低大塊率及減少根底。（2）研究方法論文主要采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)等研究方法，進(jìn)行主要內(nèi)容的研究。緒論圖1-2論文研究方法路線圖對(duì)白登磷礦現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查分析進(jìn)行理論分析，確定白登磷礦現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)方案現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)對(duì)白登磷礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析確定白登磷礦最佳的爆破方案1.4論文研究的技術(shù)路線第二章、白登磷礦臺(tái)階爆破現(xiàn)狀分析白登磷礦簡介白登磷礦爆破現(xiàn)狀直接生產(chǎn)試驗(yàn)的可行性分析存在的問題2.1白登磷礦簡介

白登磷礦概況礦區(qū)地質(zhì)礦床地質(zhì)特征礦床水文與工程地質(zhì)儲(chǔ)量2.2白登磷礦爆破現(xiàn)狀

礦山爆破所使用爆破器材為巖石膨化硝銨炸藥,磁電雷管起爆器起爆。起爆網(wǎng)路布置采用串并聯(lián)方式連接，參見圖2-2。當(dāng)一次起爆炮孔數(shù)目超過一臺(tái)起爆能力時(shí)，可采用多臺(tái)起爆器串聯(lián)使用，選一臺(tái)起爆器為主機(jī)，其他為從機(jī)，起爆器及雷管連接如圖2-3所示。

2.2白登磷礦爆破現(xiàn)狀現(xiàn)有的臺(tái)階設(shè)計(jì)高度10m。該礦現(xiàn)使用阿特拉斯CBH-10型號(hào)全液壓鉆機(jī)和宣化鼎信礦冶公司DXA165型號(hào)潛孔鉆機(jī)兩臺(tái)，鉆孔直徑為140mm，鉆孔深度分別為11.5m和13.5m。采用垂直鉆孔，底部連續(xù)裝藥，上下雙藥包起爆。其上下起爆藥包分別布置在藥柱的1/3和2/3處（如圖2-4）。所收集的各次爆破的平均爆破參數(shù)見表2-4.

表2-4爆破參數(shù)表巖種段高(m)孔深(m)抵抗(m)孔距(m)排距(m)超深(m)藥柱高(m)填高(m)每孔藥量(kg)單耗(kg/m3)炸藥種類砂頁巖10113.5～444.516.5～6.05.0～4.5740.41硝銨白云巖10113.5～44.54.516.0～5.55.0～4.51170.58硝銨2.2白登磷礦爆破現(xiàn)狀

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，實(shí)際鉆孔時(shí)孔排距布置不規(guī)整、單孔裝藥量過少以及填塞過大是造成臺(tái)階上部破碎不充分，是產(chǎn)生大塊的主要原因之一；炮孔超深不夠，使得每次爆破效果不理想，開挖達(dá)不到設(shè)計(jì)的10m臺(tái)階高度，出現(xiàn)根底、臺(tái)階不平整等問題，如圖2-5～2-8。圖2-5爆破開挖情況2.2白登磷礦爆破現(xiàn)狀圖2-6后排爆破地表巖石破碎情況2.2白登磷礦爆破現(xiàn)狀圖2-7爆破后無法裝載的大塊巖石2.2白登磷礦爆破現(xiàn)狀

由于上述原因的存在，使得每次爆破的效果很不理想，臺(tái)階高度開挖也達(dá)不到所設(shè)計(jì)高度；爆破時(shí)后排的炮孔曾出現(xiàn)留有根底以及向上沖孔所引發(fā)的飛石事故等施工質(zhì)量問題。圖2-9爆后產(chǎn)生根底情況2.3直接生產(chǎn)試驗(yàn)的可行性分析

挪威的學(xué)者曾經(jīng)在“露天臺(tái)階爆破的優(yōu)化”這一報(bào)告中闡述：“露天臺(tái)階爆破現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)試驗(yàn)存在的一些問題，如：由于正常生產(chǎn)的干擾，進(jìn)行以及評(píng)估這些試驗(yàn)非常困難，且費(fèi)用高、時(shí)耗長等”。但是，為了省去中間環(huán)節(jié)，可以直接為生產(chǎn)服務(wù)來開展現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際研究。更為重要的是在相似理論研究尚無重大突破的條件下，我們決定結(jié)合實(shí)際的情況，利用該礦現(xiàn)有的生產(chǎn)條件以及所作課題規(guī)定的時(shí)限要求，盡量避免影響白登磷礦正常生產(chǎn)的前提下，通過對(duì)白登磷礦所做的具體分析來開展現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)研究。2.4存在的問題

該礦存在的問題主要是填塞過大和孔距偏小、延米爆破量小、炸藥單耗偏高，相應(yīng)的增加了鉆爆成本。并且爆破的效果也很不理想，開挖達(dá)不到所設(shè)計(jì)的臺(tái)階高度，并且經(jīng)常留有根底現(xiàn)象，大塊率問題較為突出。這些問題給白登磷礦下一標(biāo)高的鉆孔生產(chǎn)以及臺(tái)階的平整造成了很大的困難，影響連續(xù)鉆爆施工，并給該礦山的生產(chǎn)安全帶來了較大的隱患。第三章、白登磷礦臺(tái)階爆破方案初步設(shè)計(jì)臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)依據(jù)爆破方案選擇起爆網(wǎng)路技術(shù)準(zhǔn)備及爆破技術(shù)措施

（1）爆破參數(shù)（2）布孔方式3.1臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)依據(jù)3.2爆破方案選擇采用垂直深孔爆破。起爆方式改為導(dǎo)爆管-導(dǎo)爆索聯(lián)合起爆網(wǎng)絡(luò)。炮孔按矩形方式布置，炸藥采用安寧化工廠生產(chǎn)的直徑為φ120mm，長度350mm，5kg/袋的

1號(hào)巖石乳化炸藥。3.2爆破方案選擇

3.2.2爆破參數(shù)確定(1)最小抵抗線W為了計(jì)算方便，按炮孔孔徑倍數(shù)確定底盤抵抗線，我國露天臺(tái)階爆破的底盤抵抗線一般為孔徑的20～50倍。W＝(20～50)×d

（3-5）式中：d——鉆孔直徑，mm。根據(jù)白登磷礦實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合該施工區(qū)巖石性質(zhì)，確定底盤抵抗線如下：W＝40×0.14m＝5.6m；(2)炮孔孔距和排距

根據(jù)白登磷礦現(xiàn)場(chǎng)所收集的資料參數(shù)，炮孔孔距和排距按爆區(qū)巖石性質(zhì)分為以下兩種：

白云巖

孔深11.5m時(shí)，炮孔間距6(孔距)×5(排距)m；

孔深13.5m時(shí)，炮孔間距6.5(孔距)×5(排距)m；

頁巖

孔深11.5m時(shí)，炮孔間距7(孔距)×6(排距)m；

孔深13.5m時(shí)，炮孔間距7.5(孔距)×6.5(排距)m；

3.2爆破方案選擇(3)炮孔深度L和超深h

L＝H＋h

式中：H——臺(tái)階高度，分10m和12m，施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選??；h——炮孔超深，一般h＝(0.15～0.35)×W，根據(jù)場(chǎng)區(qū)內(nèi)分布巖石力學(xué)性質(zhì)，再結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)選取h＝1.5m；

故L＝10.0＋1.5＝11.5m或L＝12.0＋1.5＝13.5m。

因礦山現(xiàn)有臺(tái)階高度為10m和12m，在保證超深不低于1.5m的基礎(chǔ)上來選擇炮孔的深度。3.2爆破方案選擇3.2爆破方案選擇

(4)填塞高度

填塞高度是一個(gè)重要的爆破參數(shù)，合理的填塞高度應(yīng)保證爆生氣體不過早從孔口噴泄，同時(shí)又使臺(tái)階上部巖石能得到充分破碎。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，按炮孔直徑d大小，填塞高度可?。?/p>

l=（20～30）d，m

為了獲得更集中的爆堆，適當(dāng)加大填塞高度，系數(shù)選取30；

l＝30×0.14＝4.2m(5)炸藥單耗

根據(jù)白登磷礦現(xiàn)有的爆破參數(shù)，炸藥單耗按爆區(qū)巖石性質(zhì)分為以下三種：白云巖單耗0.3kg/m3，頁巖單耗0.22kg/m3。裝藥過程中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件做臨時(shí)小范圍調(diào)整。3.2爆破方案選擇(6)單孔裝藥量

前排炮孔：

后排炮孔：

式中：K——巖石阻力系數(shù)，K=1.2～1.5

白云巖

孔深11.5m時(shí)，前排：

后排：

孔深13.5m時(shí)，前排：

后排：

頁巖

孔深11.5m時(shí)，前排：

后排：

孔深13.5m時(shí)，前排：

后排：

3.2爆破方案選擇(7)裝藥結(jié)構(gòu)

采用底部連續(xù)裝藥。為了減少礦山的生產(chǎn)成本并使網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)簡單方便不易受損，建議由原來的上下雙藥包起爆改為上藥包起爆。起爆藥包布置在藥柱的1/3處，參見圖3-4。

起爆網(wǎng)路為導(dǎo)爆索——導(dǎo)爆管聯(lián)合起爆網(wǎng)路，孔內(nèi)采用導(dǎo)爆管雷管起爆，孔外為導(dǎo)爆索傳爆，起爆導(dǎo)爆索的雷管為磁電雷管，爆破所使用炸藥為乳化炸藥，使用YR-1磁電雷管起爆器起爆。起爆網(wǎng)路布置采用串聯(lián)方式連接，該起爆方法操作簡單，使用安全、準(zhǔn)確、可靠，能抗雜散電流、靜電和雷電等優(yōu)點(diǎn)。參見圖3-5～3-8。3.3起爆網(wǎng)路3.3起爆網(wǎng)路3.3起爆網(wǎng)路3.4技術(shù)準(zhǔn)備及爆破技術(shù)措施根據(jù)對(duì)白登磷礦現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件以及爆破技術(shù)現(xiàn)狀的分析來看，為了提高爆破質(zhì)量，在不形成上部爆破漏斗和后翻以及保證允許飛石距離和爆堆伸出的條件下，盡可能的減少填塞高度以及增加單孔的藥柱高度，來改善巖石破碎的質(zhì)量。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中主要采取擴(kuò)大孔網(wǎng)參數(shù)、減少鑿巖工作量，[U1]

降低炸藥單耗來提高爆破的效率，具體技術(shù)準(zhǔn)備及爆破技術(shù)措施如下：3.4技術(shù)準(zhǔn)備及爆破技術(shù)措施根據(jù)對(duì)白登磷礦現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件以及爆破技術(shù)現(xiàn)狀的分析來看，為了提高爆破質(zhì)量，在不形成上部爆破漏斗和后翻以及保證允許飛石距離和爆堆伸出的條件下，盡可能的減少填塞高度以及增加單孔的藥柱高度，來改善巖石破碎的質(zhì)量。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中主要采取擴(kuò)大孔網(wǎng)參數(shù)、減少鑿巖工作量，

降低炸藥單耗來提高爆破的效率，具體提出相應(yīng)的技術(shù)準(zhǔn)備及爆破技術(shù)措施

、、第四章、白登磷礦

臺(tái)階爆破的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究

由白登磷礦現(xiàn)有的爆破數(shù)據(jù)可以看出，現(xiàn)行爆破參數(shù)的炮孔密集系數(shù)偏小，未采用大孔距小排距爆破技術(shù)。同時(shí)填塞過大，超鉆偏深，相應(yīng)減小了藥柱高度。使得每次爆破效果不理想、開挖達(dá)不到設(shè)計(jì)的臺(tái)階高度；后排炮孔在爆破時(shí)，曾出現(xiàn)留有根底等問題。這些問題給該礦的臺(tái)階平整和下一標(biāo)高的鉆孔生產(chǎn)造成了很大的困難，并給礦山的安全生產(chǎn)帶來了極大的安全隱患。4.1現(xiàn)有爆破效果分析4.1現(xiàn)有爆破效果分析

以“充分利用炮孔容積”原理作為孔網(wǎng)參數(shù)計(jì)算的理論出發(fā)點(diǎn)。

其原理主要是在合理超深值及恰當(dāng)?shù)奶钊L度確定后，獲得一個(gè)相對(duì)最大的炮孔容積，實(shí)行“滿裝藥”。由于提高了每孔裝藥量，則在已經(jīng)確定的炸藥單耗前提下，可求出最大的爆破負(fù)擔(dān)面積。所以當(dāng)合理超深（h），恰當(dāng)?shù)奶钊L度（Lt）及炸藥單耗（q）確定后，即應(yīng)求算裝藥長度（Ls）、裝藥量（Q）及每孔負(fù)擔(dān)面積（S）。4.2爆破孔網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)4.3.1爆破試驗(yàn)

自2008年6月份起，針對(duì)該礦的白云巖、頁巖共進(jìn)行了幾十次試驗(yàn)。選用炸藥為1號(hào)巖石乳化炸藥，即使在雨季炮孔有水的情況下都可使用，而且爆炸威力大，有助于克服根底影響。采用導(dǎo)爆索和導(dǎo)爆管聯(lián)合起爆網(wǎng)路，孔外傳爆導(dǎo)爆索用磁電雷管起爆。具體爆破試驗(yàn)參數(shù)方案見表4-1。4.3爆破試驗(yàn)及效果分析4.3爆破試驗(yàn)及效果分析

4.3爆破試驗(yàn)及效果分析4.3爆破試驗(yàn)及效果分析

通過試驗(yàn)得出：在本試驗(yàn)條件下，當(dāng)Ｌt＞4.5m時(shí)，充填物沒有沖出現(xiàn)象。經(jīng)過綜合分析與研究，在白登磷礦的礦巖條件下，填塞高度控制在5m左右較為合適。為了避免根底和超挖現(xiàn)象，還要保證炮孔有足夠的超深，經(jīng)過幾個(gè)月的試驗(yàn)研究，確定在白登磷礦的條件下，超深1～2m。為了取得更好的爆破效果，可以選用合理的微差起爆間隔時(shí)間和起爆順序，并采用合適的炮孔密集系數(shù)。故在工業(yè)試驗(yàn)中，有意識(shí)地不斷擴(kuò)大孔網(wǎng)參數(shù)，增大炮孔密集系數(shù)m值。經(jīng)過試驗(yàn)，采用原來的微差起爆間隔時(shí)間和起爆順序爆破效果還可以，故在后面試驗(yàn)中使用的導(dǎo)爆管雷管段別沒做改變。4.3.2效果分析4.3爆破試驗(yàn)及效果分析實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)孔網(wǎng)參數(shù)為以下參數(shù)時(shí)爆破破碎效果最佳：a、白云巖孔深11.5m時(shí)：6.5(孔距)×5(排距)m；孔深13.5m時(shí)：6.5(孔距)×5(排距)m；b、頁巖孔深11.5m時(shí)：7(孔距)×5(排距)m；孔深13.5m時(shí)：7(孔距)×5(排距)m；（1）巖石破碎4.3爆破試驗(yàn)及效果分析圖4-5爆堆表面巖石破碎圖4.3爆破試驗(yàn)及效果分析

圖4-6爆堆中心巖石破碎圖圖4-7大塊巖石圖

如圖4-5～4-7所示，通過參數(shù)優(yōu)化后，巖石爆破破碎效果良好、塊度破碎均勻。在頁巖爆破中幾乎不產(chǎn)生無法裝載的大塊；在白云巖爆破中產(chǎn)生少量的大塊，其大塊率由原來的5%～9%降至2%以下，大塊主要由于炮孔沒填塞好或產(chǎn)生沖孔，導(dǎo)致爆區(qū)邊緣炮孔填塞部位巖石沒有被爆生氣體充分破壞所造成。炸藥單耗下降0.08～0.17kg/m3，降低8.6％～26.5％；延米爆破量由20m3/m提高到30m3/m以上。4.3爆破試驗(yàn)及效果分析（2）爆堆形狀

經(jīng)過對(duì)每次爆破爆堆的拍照、測(cè)量，得到大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制了5排炮孔、2排炮孔延期爆破的爆堆大致剖面圖。見圖4-8～4-9。4.3爆破試驗(yàn)及效果分析我們從中可以發(fā)現(xiàn)：

2排炮孔延期爆破的炸藥單耗和微差時(shí)間的選擇較為合適。因此在今后爆破中盡量減少一次起爆排數(shù)，以免影響爆破效果。（3）開挖效果4.3爆破試驗(yàn)及效果分析

從以上四幅開挖后圖片可看出，開挖邊坡消除了超挖、欠挖和傘檐現(xiàn)象；采場(chǎng)底板開挖平整，底板標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高之差不大于1m，基本消除了根底現(xiàn)象，為下臺(tái)階的鑿巖鉆孔工作提供了良好的工作平臺(tái)。巖體爆破塊度的影響因素分析白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析白登磷礦爆破塊度的分布規(guī)律分析白登磷礦爆破參數(shù)的優(yōu)化研究小結(jié)第五章、白登磷礦爆破塊度分布規(guī)律與

爆破參數(shù)的優(yōu)化研究

影響爆破塊度的因素主要有，巖石的可爆性、巖體的節(jié)理裂隙發(fā)育程度、爆破器材、炸藥與巖石的相互關(guān)系、爆破參數(shù)等。5.1巖體爆破塊度的影響因素分析5.2.1試驗(yàn)爆區(qū)巖體節(jié)理分布規(guī)律

（1）節(jié)理的測(cè)量方法與定量描述指標(biāo)

節(jié)理的測(cè)量方法主要有測(cè)線法、取樣窗法和巖芯調(diào)查法三種，前兩種方法以其簡便、易行的特點(diǎn)而被廣泛采用。節(jié)理測(cè)量內(nèi)容根據(jù)不同的工程目的來確定，主要包括：間距、跡長、方位和張開度等。本文應(yīng)用測(cè)線法對(duì)試驗(yàn)爆區(qū)巖體的節(jié)理進(jìn)行測(cè)量。

（2）爆區(qū)節(jié)理調(diào)查結(jié)果及其間距分布規(guī)律

為了對(duì)白登磷礦試驗(yàn)區(qū)的爆破參數(shù)進(jìn)行分析研究，對(duì)多次生產(chǎn)爆破開展了爆前節(jié)理調(diào)查工作。在進(jìn)行爆區(qū)節(jié)理調(diào)查時(shí)，主要統(tǒng)計(jì)了臺(tái)階坡面上水平、垂直兩個(gè)方向和臺(tái)階橫斷面上的節(jié)理間距組成，且各方向上的節(jié)理不按組別逐一統(tǒng)計(jì)，而記錄總體間距組成。各爆區(qū)節(jié)理間距統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表5-1。5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析

根據(jù)表5-l的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按回歸計(jì)算得到的結(jié)果列于表5-2。表中同時(shí)列出了統(tǒng)計(jì)得到的節(jié)理頻數(shù)和相對(duì)平均節(jié)理間距(平均節(jié)理間距/最小節(jié)理間距)?；貧w結(jié)果表明，各爆區(qū)的節(jié)理間距分級(jí)數(shù)在0.7096-1.1774之間變化，表明節(jié)理很發(fā)育。5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析

表5-1和表5-2對(duì)比表明，大多數(shù)情況下，分維數(shù)大，對(duì)應(yīng)的相對(duì)平均間距小，如：方案一中水平與垂直方向的分維數(shù)分別為0.9625和1.0425，后者的相對(duì)平均節(jié)理間距(3.20)比前者(3.35)小。因此，可以用分維數(shù)或相對(duì)平均節(jié)理間距對(duì)比分析各試驗(yàn)爆區(qū)的節(jié)理分布密度。間距分維數(shù)反映了節(jié)理間距在其變化范圍內(nèi)的分布特征。但分維數(shù)不反映節(jié)理間距的絕對(duì)大小，這體現(xiàn)了節(jié)理分布與尺度無關(guān)的分形特征。5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析5.2.2爆堆取樣

白登磷礦爆破塊度研究過程中，共對(duì)白登磷礦進(jìn)行了36次現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)，取其中10次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)爆破效果進(jìn)行分析。

5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析

測(cè)定爆堆塊度的體視概率計(jì)算法

用等體積球直徑近似等于巖塊尺寸，以球體系統(tǒng)的斷面圓尺寸分布及其空間分布為基礎(chǔ)，確定出爆堆表(斷)面上測(cè)線與巖塊相交所截出的線段的數(shù)量密度與巖塊的空間數(shù)量密度之間的關(guān)系，由此提出計(jì)算爆破塊度組成的體視概率計(jì)算法，該方法計(jì)算塊度組成的累積比率公式：5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析5.2.3爆堆塊度組成的測(cè)定方法5.2.4爆堆塊度的組成測(cè)定結(jié)果及分析

應(yīng)用體視概率計(jì)算法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)破碎巖石的塊度組成進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果列于表5-3中。

各試驗(yàn)方案的爆破塊度分布規(guī)律及篩下累積率的關(guān)系見圖5-4。由圖5-4可知方案4、方案5和方案7的爆破效果較好、爆破塊度較小，爆破塊度小于40cm的篩下累積率占70%左右。圖5-4各試驗(yàn)方案的爆破塊度分布規(guī)律及篩下累積率的關(guān)系5.2白登磷礦爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及分析5.3.1分布規(guī)律模擬模型

爆堆塊度分布函數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式很多，公認(rèn)最具代表性的是R-R(Rosin-Rler)分布函數(shù)和G-G-S(Gate-Gaudin-Sehumann)分布函數(shù)。5.3白登磷礦爆破塊度的分布規(guī)律分析

根據(jù)各爆區(qū)礦巖塊度分布的現(xiàn)場(chǎng)檢查結(jié)果（表5-3），將各次爆破的塊度組成分別按R-R分布和G-G-S分布回歸計(jì)算，結(jié)果見表5-4，5.3.2爆堆塊度分布規(guī)律的回歸分析5.3白登磷礦爆破塊度的分布規(guī)律分析

由爆堆塊度組成的測(cè)定結(jié)果和爆破塊度分布的回歸分析，可知各次爆破方案的大塊率均較小，最大值達(dá)12.83%，反映出選取的爆破參數(shù)總體合理，尤其是方案4、方案5和方案9組爆破的試驗(yàn)參數(shù)選擇得更好。5.3白登磷礦爆破塊度的分布規(guī)律分析5.4確定影響爆破塊度主要因素的灰關(guān)聯(lián)分析方法

影響巖體爆破質(zhì)量的因素很多，包括：炸藥參數(shù)、爆破參數(shù)、巖體結(jié)構(gòu)及其力學(xué)特征等各種不同類型的因素，它們的共同作用決定了巖體爆破質(zhì)量。然而，由于理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的目的不同，以及受各種客觀條件的限制，不可能將各個(gè)影響因素都反映出來。所以，確定影響巖體爆破質(zhì)量的主要因素，是準(zhǔn)確控制和預(yù)測(cè)爆破質(zhì)量的前提。

（1）灰關(guān)聯(lián)度的分析原理（2）系統(tǒng)特征變量和相關(guān)因素變量（3）灰關(guān)聯(lián)度的計(jì)算方法10次爆破試驗(yàn)方案的主要參數(shù)見表5-5

由爆堆塊度組成的測(cè)定結(jié)果和爆破塊度分布的回歸分析，可以得出各試驗(yàn)方案爆破后的塊度組成與各項(xiàng)指標(biāo)規(guī)律，見表5-6。

以爆破后的

、

指標(biāo)、塊度分維數(shù)、均勻性指數(shù)和大塊率為系統(tǒng)特征變量

（i=1、2、…、5），爆區(qū)節(jié)理頻數(shù)(三個(gè)方向的平均值)、

、天然塊度分維數(shù)、填塞高度、孔距、抵抗線、炸藥單耗和微差時(shí)間為相關(guān)因素變量

（j=1、2、…、5），計(jì)算出十次生產(chǎn)爆破的灰色絕對(duì)關(guān)聯(lián)矩陣，見表5-7。

影響爆破塊度分維數(shù)和均勻性指數(shù)的主要因素的次序基本相同，即；天然塊度分維數(shù)、節(jié)理頻數(shù)、抵抗線、孔距和炸藥單耗，表明爆破塊度分布是由天然塊度分布和爆破參數(shù)決定，這說明計(jì)算模型的出發(fā)點(diǎn)與實(shí)際工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相符。當(dāng)爆破參數(shù)選取合理時(shí)，爆破塊度主要受由爆破參數(shù)所決定的巖體破裂比率的控制，即是說，此時(shí)的塊度分布應(yīng)該與爆破參數(shù)的相關(guān)性更強(qiáng)。此外，分別比較爆破塊度分維數(shù)和均勻性指數(shù)與上述五個(gè)因素的關(guān)聯(lián)度數(shù)值可知，它們都幾乎相等，這反映出二者的物理意義相同的事實(shí)。5.4.2白登磷礦爆破參數(shù)分析

通過對(duì)試驗(yàn)區(qū)爆破塊度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與分析和爆破塊度的分布規(guī)律分析，結(jié)合影響爆破質(zhì)量主要因素的灰關(guān)聯(lián)分析，確定爆破試驗(yàn)方案的方案4、方案5、方案7和方案9的爆破參數(shù)較其它的方案好。但是，方案7大塊率相對(duì)其它三個(gè)方案較高，所以，優(yōu)化方案中各項(xiàng)爆破參數(shù)的選擇可參考方案4、方案5和方案9的爆破參數(shù)。

（1）孔網(wǎng)參數(shù)

根據(jù)前面爆破試驗(yàn)總結(jié)，白云巖單耗在0.30kg/m3左右、頁巖單耗在0.22kg/m3左右可取得較好的爆破效果。裝藥過程中可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件做臨時(shí)小范圍調(diào)整。通過優(yōu)化確定的孔網(wǎng)參數(shù)，見表5-8：5.4.3白登磷礦優(yōu)化后的爆破參數(shù)

為避免孔內(nèi)導(dǎo)爆管網(wǎng)路過長導(dǎo)致在裝藥填塞過程中導(dǎo)爆管被擠斷、擠破或壓扁，保證起爆的可靠性和敷設(shè)網(wǎng)路的簡單方便性，將繼續(xù)采用孔口起爆方式。炮孔內(nèi)采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。（2）起爆網(wǎng)路和爆破器材由于導(dǎo)爆索和導(dǎo)爆管聯(lián)合起爆網(wǎng)路聯(lián)接簡單、起爆可靠，在今后爆破中繼續(xù)使用。網(wǎng)路起爆雷管用磁電雷管，炸藥用1號(hào)巖石乳化炸藥。

本章在應(yīng)用測(cè)線法對(duì)各試驗(yàn)爆區(qū)進(jìn)行了爆前測(cè)試、爆破試驗(yàn)和巖體爆破塊度的影響因素分析的基礎(chǔ)上，對(duì)白登磷礦各試驗(yàn)爆區(qū)的爆破塊度進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)取樣、測(cè)試及爆破塊度分析。爆堆塊度組成的測(cè)定結(jié)果和爆破塊度分布的回歸分析表明，各次爆破方案的大塊率均較小，最大值12.83%，反映出選取的爆破參數(shù)總體合理，尤其是方案4、方案5和方案9組爆破的試驗(yàn)參數(shù)選擇得更好。應(yīng)用灰關(guān)聯(lián)分析方法確定出影響白登磷礦爆破塊度的主要因素。據(jù)方案4、方案5和方案9組爆破的試驗(yàn)參數(shù)，確定了白登磷礦最優(yōu)的爆破參數(shù)。

通過試驗(yàn)優(yōu)化后的孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥結(jié)構(gòu)、爆破方法，使炸藥單耗下降了8.6％～26.5％，而且改善了爆破效果，大塊率降到2%以下，鏟裝效率有所提高，較好解決了采場(chǎng)爆后根底的現(xiàn)象；根據(jù)設(shè)計(jì)底板標(biāo)高適當(dāng)調(diào)整鉆孔深度，實(shí)現(xiàn)了臺(tái)階底板平整，底板標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高之差不大于1m。5.5小結(jié)1.主要結(jié)論2.今后的工作展望第六章、

結(jié)論與展望論文主要采用理論分析、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)、工程類比法等研究方法，在對(duì)白登磷礦礦巖地質(zhì)情況和存在的問題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過巖體爆破塊度分布規(guī)律的理論研究和巖體爆破效果的影響因素分析，確定了適合白登磷礦的爆破方案，論文的主要研究結(jié)論為：

1分析了應(yīng)力波、分布函數(shù)、能量塊度計(jì)算模型的特點(diǎn)及適用條件，指出了各計(jì)算模型的缺點(diǎn)，即沒有將節(jié)理裂隙分布引入到巖體爆破