在哈爾烏素露天煤礦煤層進(jìn)行松動(dòng)爆破時(shí),形成的煤塊尺寸過(guò)大或者過(guò)小,都會(huì)直接影響礦山的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)爆破強(qiáng)度較高時(shí),形成的煤塊尺寸較小,導(dǎo)致粉塵污染,嚴(yán)重威脅著工人的身體健康和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境;當(dāng)爆破強(qiáng)度較低時(shí),形成的煤塊尺寸較大,二次破碎成本增加,移運(yùn)難度加大。這兩個(gè)方面的問(wèn)題嚴(yán)重制約著哈爾烏素露天礦的可持續(xù)發(fā)展。為響應(yīng)露天礦綠色安全高效開(kāi)采的主題,必須對(duì)哈爾烏素露天礦爆破塊度進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)研究,對(duì)相應(yīng)的爆破參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。論文基于分形理論分析方法,結(jié)合G-G-S（Gate-Gaudin-Schuhman粒度分布函數(shù)）公式、指數(shù)對(duì)比法以及偏微分等方法,得出了爆堆礦巖塊度分布的分形模型,提出了借助于分形理論、攝影測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù),用以求導(dǎo)N（x）的方法,開(kāi)發(fā)出了“爆堆塊度分布的自動(dòng)與分形測(cè)試系統(tǒng)”。根據(jù)應(yīng)力波衰減理論,建立炸藥爆炸后周圍煤層的破碎分區(qū)模型,揭示了爆炸應(yīng)力波在傳播過(guò)程中的耗散規(guī)律。利用分離式霍普壓桿試驗(yàn)系統(tǒng)（SHPB）試驗(yàn),建立了爆破荷載與室內(nèi)試樣沖擊破壞試驗(yàn)施加載荷之間的關(guān)系,開(kāi)展了氣壓由0.13MPa到2.0MPa之間的煤巖試樣沖擊載荷試驗(yàn),基于高速攝像系統(tǒng)定性地... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：140 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

哈爾烏素煤

1緒論11緒論1Introduction1.1選題背景與研究意義（ResearchBackgroundandResearchSignificance）煤炭資源在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中有著不可或缺的戰(zhàn)略地位。由于露天礦具有生產(chǎn)規(guī)模大、開(kāi)采效率髙、成本低等優(yōu)點(diǎn)，加之我國(guó)礦山設(shè)備大型化和集約化的不斷發(fā)展，其露天礦建設(shè)也得到不斷完善，分布范圍不斷擴(kuò)大�，F(xiàn)目前，我國(guó)正在改擴(kuò)建和新建特大型露天煤礦逾30座，其生產(chǎn)能力為10Mt/a至20Mt/a，部分年產(chǎn)甚至高達(dá)30Mt/a。2016年露天煤礦年總產(chǎn)量已達(dá)7.2億t，2020年將達(dá)到或超過(guò)全國(guó)煤炭產(chǎn)量的20%，因此，露天礦在我國(guó)煤礦開(kāi)采中所占地位日益突出。爆破松動(dòng)開(kāi)采是露天煤礦高效開(kāi)采的重要方式之一，也是哈爾烏素露天煤礦煤炭開(kāi)采的主要方式。由于煤層內(nèi)部存在大量的裂隙，因此，爆破之后煤塊大小不均，如果爆破后碎塊體積過(guò)大或者過(guò)小，那么將直接影響煤礦的成本投入。當(dāng)爆破強(qiáng)度較低時(shí)，其爆破后產(chǎn)生的塊煤過(guò)大，二次破碎成本增加、搬運(yùn)難度提高，如圖1-1(a)所示；當(dāng)爆破強(qiáng)度較高時(shí)，產(chǎn)生的塊煤過(guò)小，粉塵量增加，如圖1-1(b)所示，嚴(yán)重影響礦山作業(yè)環(huán)境和企業(yè)形象，限制煤礦可持續(xù)發(fā)展能力。這兩個(gè)方面的問(wèn)題顯著制約著哈爾烏素露天煤礦環(huán)境效益的提升，因此選取適當(dāng)?shù)谋茀?shù)和爆破方式可有效解決露天礦塊煤二次破碎成本高、搬運(yùn)難度大、礦坑爆破煤塵粉塵污染嚴(yán)重等重大難題。(a)大尺度煤塊(b)粉塵污染圖1-1哈爾烏素煤礦煤層爆破現(xiàn)場(chǎng)Figure1-1CoalseamblastingsiteinHarwusuCoalMine建立科學(xué)的煤層爆破體系前提是明確煤層爆破后煤塊的體積分布，即塊度分布特征。塊度分布特征分析是對(duì)現(xiàn)有爆破工藝下，煤層爆破后各體積下煤礦量進(jìn)

2露天煤礦煤巖爆破塊度分布影響因素研究212.3.1數(shù)值計(jì)算模型與計(jì)算方案本次數(shù)值模擬以某露天煤礦巖質(zhì)邊坡爆破工程為研究對(duì)象，其幾何模型尺寸如圖2-1(a)所示，其中，設(shè)計(jì)孔徑250mm，孔深16m。模擬過(guò)程中，邊坡頂部與邊坡處為自由邊界，右側(cè)與底部分別為非反射邊界，如圖2-1(b)所示。(a)計(jì)算模型示意圖(b)模型邊界設(shè)置圖2-1邊坡爆破幾何模型與邊界設(shè)置Figure2-1Geometricmodelandboundarysettingofslopeblasting數(shù)值計(jì)算模型采用平面應(yīng)變模型建立，劃分網(wǎng)格模型如圖2-2所示。(a)有限元網(wǎng)格模型(b)網(wǎng)格的局部細(xì)化圖2-2模型整體有限元網(wǎng)格與局部網(wǎng)格示意圖Figure2-2Diagramofglobalfiniteelementmeshandlocalmeshofmodel(a)裝藥高度9m(b)裝藥高度11m(c)裝藥高度13m圖2-3不同爆破方案模型示意圖Figure2-3Schematicdiagramofdifferentblastingschemes本次模擬以裝藥設(shè)計(jì)高度代表裝藥量進(jìn)行分析，分別設(shè)計(jì)h=9m、11m、1370°510162513524.54非反射邊界

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3512543