矿柱爆破回采对胶结充填体损伤影响试验研究

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.180

黄金科学技术 ›› 2020, Vol. 28 ›› Issue (4): 558-564.doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.180

矿柱爆破回采对胶结充填体损伤影响试验研究

宋春辉¹(),李祥龙^1,²(),王建国¹,宋飞³

^1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650093
^2.云南省中—德蓝色矿山与特殊地下空间开发利用重点实验室，云南昆明 650093
^3.四川路航建设有限责任公司，四川成都 610000

收稿日期:2019-11-08 修回日期:2020-04-29 出版日期:2020-08-31 发布日期:2020-08-27
通讯作者: 李祥龙 E-mail:songch1994@163.com;lxl00014002@163.com
作者简介:宋春辉（1994-），男，辽宁朝阳人，硕士研究生，从事工程爆破和岩土工程研究工作。songch1994@163.com
基金资助:
国家自然科学基金项目“精确延时数（单）孔一响预裂爆破成缝（微破碎带）机理研究”(51564027);北京理工大学爆炸重点实验室开放基金项目“高台阶抛掷爆破岩石破碎及抛掷机理研究”(KFJJ15-14M)

Experimental Study on the Effect of Pillar Blasting Mining on the Damage of Cemented Filling Body

Chunhui SONG¹(),Xianglong LI^1,²(),Jianguo WANG¹,Fei SONG³

^1.Faculty of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，Yunnan，China
^2.Yunnan Key Laboratory of Sino-German Blue Mining and Utilization of Special Underground Space，Kunming 650093，Yunnan，China
^3.Sichuan Luhang Construction Co. ，Ltd. ，Chengdu 610000，Sichuan，China

Received:2019-11-08 Revised:2020-04-29 Online:2020-08-31 Published:2020-08-27
Contact: Xianglong LI E-mail:songch1994@163.com;lxl00014002@163.com

摘要/Abstract

摘要：

为确定井下矿柱爆破回采对胶结充填体的破坏范围，选用大红山铜矿现场胶结充填体及同等强度的矿柱模拟材料，在井下废弃但安全的巷道内开展矿柱爆破回采模型试验，并采用超声波测试及爆后表观裂纹观测的方法，分别从损伤度变化和裂纹扩展2个方面探究爆破荷载下胶结充填体的损伤规律。研究结果表明：爆破荷载下胶结充填体在爆心距为45~125 cm的损伤度明显高于爆心距为145~205 cm的损伤度；胶结充填体处裂纹最长可扩展至71.5 cm；根据试验模型中胶结充填体损伤情况，将其划分为稳定区、损伤区和破坏区，该配比下胶结充填体损伤度0≤D<0.07为稳定区，0.07≤D≤0.22为损伤区，0.22<D≤1为破坏区。

关键词: 爆破回采, 胶结充填体, 声波测试, 模型试验, 损伤范围, 爆心距

Abstract:

Based on the panel mining of Dahongshan Copper Mine，this paper attempts to solve the damage problem of adjacent cemented pillars.In order to determine the damage range of cement piles in the blasting and recovery of underground mines，the on-site cemented backfill of Dahongshan Copper Mine and the same strength of the pillar simulation materials were used to carry out the mine column blasting simulation test in the underground abandoned but safe roadway.Ultrasonic testing and post-explosion apparent crack observation method were used to investigate the damage law of cemented backfill under blasting load from two aspects of damage degree and crack propagation.The results show that the damage degree of the cemented backfill at the blasting distance R is 45~125 cm that is higher than that of the blasting core R is 145~205 cm；The crack at the cemented backing can be extended to 71.5 cm；In the model，the damage of cemented backfill is divided into stable zone，damage zone and failure zone.The damage degree of cemented backfill is 0≤D<0.07 in the stable zone，0.07≤D≤0.22 in the damaged zone，and 0.22<D≤1 in the failure zone.

Key words: blasting mining, cemented filling body, acoustic wave test, model test, damage range, blasting center distance

中图分类号:

TD853.34

宋春辉, 李祥龙, 王建国, 宋飞. 矿柱爆破回采对胶结充填体损伤影响试验研究[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(4): 558-564.

Chunhui SONG, Xianglong LI, Jianguo WANG, Fei SONG. Experimental Study on the Effect of Pillar Blasting Mining on the Damage of Cemented Filling Body[J]. Gold Science and Technology, 2020, 28(4): 558-564.

图/表 11

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参考文献 22

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配比					强度参数				变形参数
水泥添加量/（kg·m^-3）	浓度/%	尾砂添加/（kg·m^-3）	水添加量/（kg·m^-3）		内聚力/MPa	抗压强度/MPa	抗拉强度/MPa		体积模量/MPa	剪切模量/MPa
150	72	1 217	532		0.2	1.02	0.15		218.44	92.48

岩石类型	抗压强度/MPa		湿抗拉强度/MPa	湿剪切强度		弹性模量/GPa	泊松比
岩石类型	自然含水状态	湿抗压强度	湿抗拉强度/MPa	内聚力/MPa	内摩擦角	弹性模量/GPa	泊松比
20线I2矿体	72.7	51.6	5.1	8.4	45°47′	86.8	0.26

材料	比例	质量/kg	材料	比例	质量/kg
水泥	1	100.00	粉煤灰	0.51	51.00
河沙	2.79	278.86	硅粉	0.176	17.58
水	0.36	36.00	减水剂	1.5%	1.50

测点	模型1		模型2		模型3		模型4
测点	爆破前声波值	爆破后声波值	爆破前声波值	爆破后声波值	爆破前声波值	爆破后声波值	爆破前声波值	爆破后声波值
1^#	1 742	1 286	1 560	1 210	1 800	1 437	1 767	1 445
2^#	1 590	1 345	1 670	1 462	1 555	1 306	1 807	1 597
3^#	1 801	1 652	1 790	1 666	1 637	1 472	1 744	1 576
4^#	1 720	1 616	1 590	1 485	1 756	1 625	1 625	1 487
5^#	1 736	1 638	1 760	1 666	1 786	1 683	1 667	1 568
6^#	1 745	1 660	1 700	1 623	1 756	1 701	1 613	1 596
7^#	1 689	1 621	1 570	1 510	1 646	1 596	1 742	1 697
8^#	1 714	1 679	1 640	1 589	1 727	1 667	1 596	1 526
9^#	1 572	1 531	1 770	1 688	1 600	1 563	1 796	1 758

测点	损伤值				平均值
测点	模型1	模型2	模型3	模型4	平均值
1^#	0.455	0.398	0.363	0.331	0.387
2^#	0.284	0.234	0.295	0.219	0.258
3^#	0.159	0.134	0.191	0.183	0.167
4^#	0.117	0.128	0.144	0.163	0.138
5^#	0.110	0.104	0.112	0.115	0.110
6^#	0.095	0.089	0.062	0.021	0.067
7^#	0.079	0.075	0.060	0.051	0.066
8^#	0.040	0.061	0.068	0.086	0.064
9^#	0.051	0.091	0.046	0.042	0.058

矿柱爆破回采对胶结充填体损伤影响试验研究

Experimental Study on the Effect of Pillar Blasting Mining on the Damage of Cemented Filling Body

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