基于正交试验的小断面巷道掏槽爆破参数确定

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2023.02.091

摘要/Abstract

摘要：

为了提高云南省某锡矿小断面巷道掘进炮孔利用率，降低炸药单耗，基于正交试验的原理，对角柱形掏槽爆破参数进行优化。经分析确定，以装药量、装药孔距空孔的距离、空孔孔径和填塞长度作为试验因素，炮孔利用率和槽腔体积作为试验指标，每种因素取3个水平；通过极差和方差分析研究不同因素对试验指标影响的显著性，确定试验因素的最优组合。研究结果表明：对于小断面巷道掘进角柱形掏槽，当空孔孔径为70 mm，装药孔距空孔的距离为10 cm，装药量为3 kg，炮泥填塞长度为20 cm时，掏槽能够取得良好爆破效果，经过多次现场巷道掘进试验验证，炮孔利用率可由80%提高至93%以上。

关键词: 小断面巷道, 直眼掏槽, 现场试验, 正交试验, 极差分析, 方差分析

Abstract:

In order to improve the utilization rate of blastholes in small section tunnels in a tin mine in Yunnan Province and reduce the unit consumption of explosives，after analysis，it is determined that the four factors of the charge amount，the distance between the charge hole and the empty hole，the hole diameter and the filling length are the test factors.The blast hole utilization rate and the cavity volume are the test indicators，and each factor takes 3 levels.Using the method of repeated orthogonal experiments，the effects of four different factors，namely，the charge amount，the distance between the charge hole and the empty hole，the hole diameter and the packing length，on the blasting hole utilization rate and the cavity volume were studied through the range analysis and variance analysis.The significance of the influence of each test index determine the optimal com-bination of test factors.The research results show that in the range analysis，the distance between the charge hole and the empty hole has the greatest influence on the utilization rate of the undercut blasting hole，followed by the hole diameter，the charge amount is smaller，and the filling length has the least influence. The hole diameter has the largest impact on the groove volume，the distance between the charging hole and the empty hole is second，the packing length is smaller，and the charging amount has the smallest influence.In the variance analysis，the distance between the charge hole and the empty hole has a very significant effect on the blast hole utilization rate，the hole diameter has a significant effect on the blast hole utilization rate，and the charge amount and packing length have no significant effect on the blast hole utilization rate.The hole diameter has a very significant influence on the volume of the cavity，the distance between the charging hole and the empty hole has a significant effect on the volume of the cavity，and the significant effect of the packing length on the volume of the cavity is slightly weaker than the distance between the charging hole and the empty hole.The amount has the least significant effect on the cavity volume.Therefore，for small section roadway excavation，when the hole diameter is 70 mm，the distance between the charge hole and the empty hole is 10 cm，the charge amount is 3 kg，and the mud filling length is 20 cm，the undercut can achieve excellent blasting effect.After several on-site roadway excavation tests，the blasthole utilization rate can be increased from 80% to more than 93%.

Key words: small section roadway, straight hole cut, field test, orthogonal test, range analysis, variance analysis

中图分类号:

TD236

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图/表 18

图1

图2

表1

表2

表3

图3

图4

图5

图6

表4

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表7

炮孔利用率与槽腔体积比方差分析"

目标参数	方差来源	平方和	自由度	方差	F值	临界值
炮孔利用率/槽腔体积	因素A	$S A$	$f A = r - 1$	$S A ˉ = S A / ? f A$	$F A = S A ˉ / S e ˉ$	$F 1 - α f A, f e$
	因素B	$S B$	$f B = r - 1$	$S B ˉ = S B / ? f B$	$F B = S B ˉ / S e ˉ$	$F 1 - α f B, f e$
	$?$	$?$	$?$	$?$	$?$	$?$
	误差	$S e$	$f e$	$S e ˉ = S e / ? f e$
	总和	$S T$	$f T = n - 1$

表7

表8

表9

表10

图7

图8

参考文献 0

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岩性	抗压强度/MPa	抗拉强度/MPa	纵波波速/（m·s^-1）	横波波速/（m·s^-1）	动弹性模量/MPa	密度/（g·cm^-3）	动剪切模量/MPa
大理岩	60.3	6.62	5 268	2 989	60 913.87	2.70	24 122.13
氧化矿	72.3	4.82	4 832	3 221	58 866.19	2.41	22 178.66

水平号	因素列
水平号	A	B	C	D
Ⅰ	2.7	5	35	20
Ⅱ	3.0	10	50	30
Ⅲ	3.6	15	70	40

试验序号	因素列				各指标2组试验结果
试验序号	A	B	C	D	炮孔利用率B_u/%		槽腔体积V_c/m³
1	2.7	5	35	20	76	78	0.11	0.1
2	2.7	10	50	30	81	80	0.13	0.12
3	2.7	15	70	40	65	75	0.10	0.12
4	3.0	5	50	40	90	88	0.12	0.13
5	3.0	10	70	20	94	93	0.17	0.16
6	3.0	15	35	30	50	61	0.06	0.05
7	3.6	5	70	30	96	95	0.15	0.13
8	3.6	10	35	40	70	70	0.07	0.06
9	3.6	15	50	20	59	70	0.10	0.11

目标参数	试验指标
目标参数	K_ij	A	B	C	D
炮孔利用率	K_i₁	455	523	405	470
	K_i₂	476	488	468	463
	K_i₃	460	380	518	458
	k_i₁	75.8	87.7	67.5	78.3
	k_i₂	79.3	81.3	78.0	77.2
	k_i₃	76.7	63.3	86.3	76.3
	极差R	3.5	24.0	18.8	2.0
	因素主次顺序	BCAD
	最优水平组合	B₁C₃A₂D₁

目标参数	试验指标
目标参数	K_ij	A	B	C	D
槽腔体积	K_i₁	0.67	0.71	0.44	0.75
	K_i₂	0.70	0.72	0.71	0.62
	K_i₃	0.60	0.54	0.82	0.60
	k_i₁	0.112	0.118	0.073	0.125
	k_i₂	0.117	0.120	0.118	0.103
	k_i₃	0.100	0.090	0.137	0.100
	极差R	0.017	0.030	0.064	0.025
	因素主次顺序	CBDA
	最优水平组合	C₃B₂D₁A₂