了得網工業技術_地下金屬礦山大直徑深孔采礦技術

編輯推薦

本書可供礦山、科研院所科技人員和高等院校采礦專業師生參閱。

內容簡介

全書共分十章，章緒論，主要闡明地下大直徑深孔采礦破岩技術適應於采礦高效率、大規模現代發展具體成果；第二章介紹了大直徑深孔采礦的鑿岩設備和鑿岩技術，重點是地下大直徑高風壓潛孔鑽機的發展、應用和鑿岩技術；第三章從采礦爆破的角度繫統地介紹了爆破理論、破岩機理、工業炸藥、炸藥性能與礦岩物理力學性質匹配、礦岩可爆性及參數計算等；第四章全面地介紹了適應於不同采礦技術條件的各類大直徑深孔采礦技術方案及其工程工藝並多有實際應用案例；第五章結合具體案例介紹了大直徑深孔爆破技術的選擇和應用；第六章為實踐大直徑深孔采礦所涉及爆破方案選擇、工藝參數計算、工程實施、爆破作用控制措施等項的設計；第七章重點介紹了兩側為充填體條件下，如何通過爆破作用控制，保證充填體的穩定性；第八章討論了地下大直徑大量爆破的井下空氣衝擊波和爆破地震波參量傳播規律及防護措施；第九章為爆破組織安全；第十章為地下大直徑深孔采礦技術的未來發展。

作者簡介

孫忠銘，男，1938年生，研究員，全國“五一”勞動獎章獲得者，為我國采礦技術進步做出了突出貢獻，是我國金屬礦床地下大直徑深孔高效率高強度采礦新技術的開拓者之一，也是我國地下金屬礦床開采著名專家。先後論證並負責完成了“VCR采礦法”、“階段擠壓爆破單步驟連續采礦”、“束狀階段深孔盤區崩落”、“階段臺階崩礦采礦”、“當量球形藥包高分層大量落礦采礦技術”、“集束孔整體崩落采礦技術”等攻關課題，獲得了一繫列重大科研成果，形成了適用於不同采礦技術條件的比較完整的高效率采礦技術方案類型和相應工藝，創造了居於國際領先水平的核心技術；在“大型露天礦高臺階鬥幫開采連續運輸工藝”和“豎井液力連續提升”等采礦技術發展前沿進行了開創性工作，獲國家科技進步一等獎1項，二等獎1項；部級科技進步一、二等獎20餘項，發表論文50餘篇。

2 深孔鑿岩設備與技術的發展
2.1 地下潛孔鑿岩
2.1.1地下潛孔鑿岩的發展
2.1.2地下潛孔鑽機
2.1.3潛孔鑿岩鑽具
2.2 地下牙輪鑽機
2.3 地下大直徑深孔鑿岩技術
2.3.1合理孔深和炮孔精度控制
2.3.2地下大直徑深孔鑿岩自動化和遙控
2.3.3鑽機的選型與維護
3 大直徑深孔大量落礦的爆破基礎理論與技術
3.1 岩石爆破理論
3.1.1爆破理論的現代發發展
3.1.2岩體中的爆炸應力波2 深孔鑿岩設備與技術的發展

2.1 地下潛孔鑿岩

2.1.1地下潛孔鑿岩的發展

2.1.2地下潛孔鑽機

2.1.3潛孔鑿岩鑽具

2.2 地下牙輪鑽機

2.3 地下大直徑深孔鑿岩技術

2.3.1合理孔深和炮孔精度控制

2.3.2地下大直徑深孔鑿岩自動化和遙控

2.3.3鑽機的選型與維護

3 大直徑深孔大量落礦的爆破基礎理論與技術

3.1 岩石爆破理論

3.1.1爆破理論的現代發發展

3.1.2岩體中的爆炸應力波

3.1.3爆破應力波的傳播特性

3.1.4礦岩爆破破壞過程的基本規律

3.2 爆破工程地質與礦岩可爆性

3.2.1礦岩物理力學性質與可爆性分級

3.2.2節理裂隙岩體的爆破

3.2.3結構面對爆破的影響

3.2.4 深部采礦高應力岩體爆破特性分析

3.3 爆破作用控制與炸藥能量合理利用

3.3.1炸藥內能與爆炸性能特點

3.3.2爆炸能量合理利用

3.3.3炮孔裝藥爆破的大孔徑效應

3.3.4岩石漏鬥爆破理論及應用

3.3.5大直徑深孔爆破的數值模擬和塊度數學模型

3.4 大直徑深孔大量落礦爆破方法的基本類型

3.4.1球形藥包分層落礦

3.4.2柱狀連續裝藥階段崩礦

3.4.3短柱狀裝藥的梯段式落礦

3.4.4球形藥包與柱狀裝藥的聯合爆破

3.5 束狀孔爆破

3.5.1關於束狀孔爆破

3.5.2束狀孔爆破的工藝及實用特性

3.5.3束狀孔當量球形藥包分層落礦

3.5.4束狀孔階段崩礦

3.5.5束狀孔爆破於露天礦高臺階采礦中的應用

4 大直徑深孔采礦技術

4.1 VCR采礦法

4.1.1VCR采礦法回采礦房

4.1.2VCR采礦法回采礦柱

4.1.3球形藥包分層爆破掘進天井

4.2 階段礦房二步回采

4.2.1階段礦房二步采礦的工程結構工藝設計

4.2.2階段礦房采礦法二步回采適用條件分析

4.2.3階段礦房二步回采的合理回采順序

4.2.4階段空場嗣後充填

4.2.5主要技術經濟指針與應用實例

4.3階段深孔強制崩落采礦

4.3.1階段深孔強制崩落采礦的工程、工藝設計

4.3.2階段深孔強制崩落采礦的應用條件分析

4.3.3階段深孔擠壓爆破

4.3.4階段崩落法的放礦

4.3.5主要技術經濟指標與應用實例

4.4 階段連續強制崩落單步驟采礦技術

4.4.1采場工程結構及采礦工藝設計

4.4.2一種適於地下大規模采礦的現代采礦技術

4.4.3主要技術經濟指標和應用實例

4.4.4適用條件分析

5 大直徑深孔殘礦回采與空區處理

5.1 基於不同成因的殘礦類型

5.2 殘礦回采技術工藝選擇基本要點

5.2.1即時性、規模和高效率

5.2.2貧化損失控制

5.2.3大直徑深孔采礦技術回采殘礦實例

5.2.4大量落頂的氣浪和防護墊層

6 大直徑深孔大量落礦爆破設計

6.1 地下大量落礦爆破技術條件分析

6.1.1地下大型礦山合理爆破規模和爆破周期

6.1.2爆破技術條件及爆破工程地質

6.1.3爆破方案與爆破方法選擇

6.2 基於礦岩可爆性爆破參數設計

6.2.1波阻抗匹配與炸藥類型選擇

6.2.2爆破漏鬥試驗與爆破漏鬥

6.2.3能量平衡與爆破參數

6.3 關於裝藥結構

6.3.1裝藥幾何概念的再定義

6.3.2裝填結構對炸藥能量利用率的影響

6.3.3不同裝藥條件下合理充填長度

6.4 合理爆破順序與微差時間

6.5 起爆方法與起爆繫統

7 崩礦邊界面的形成與穩定性

7.1 崩礦邊界面的類型

7.2 鄰近崩礦邊界的爆破作用控制

8 爆破有害效應控制與防護

8.1 空氣衝擊波及防護

8.1.1反映空氣衝擊波特性的基本參數

8.1.2地下大量爆破時影響空氣衝擊波參數的主要因素

8.1.3空氣衝擊波沿巷道的傳播和衰減

8.1.4井下爆破空氣衝擊波危險範圍的確定

8.1.5井下空氣衝擊波的防護

8.2 爆破地震效應

8.2.1爆破地震效應及爆破地震波

8.2.2爆破地震波的特征和爆破振動參數

8.2.3爆破地震安全判據和安全距離

8.2.4爆破地震效應控制

8.2.5爆破地震監測繫統

9 地下大量落礦爆破作業的組織與安全措施

10 地下大直徑深孔采礦的未來發展

10.1 鑽機與鑿岩技術

10.2 大直徑深孔大量落礦爆破技術

10.3 大直徑深孔采礦工藝技術

10.4 大直徑深孔采礦與Mass mining

索引

前言

金屬礦山地下大直徑深孔采礦技術的發展綜合鑿岩技術、工業炸藥、破岩理論、爆破技術、采礦工藝等領域現代發展成就之大成，是上世紀後半葉以來采礦技術發展的重大成就，並以其高效率、高強度、集中作業、改善作業環境等特點直接推動了采礦大型化、連續化的發展。
我國自20世紀80年代初開始，針對不同的采礦技術條件，對以大直徑深孔大量落礦為主要工藝特點的大直徑深孔高效率采礦技術進行了繫統、大規模試驗和應用研究，包括以球形藥包分層落礦的VCR采礦法、階段深孔的臺階崩礦采礦法、帶補償槽的階段擠壓崩礦盤區連續崩落采礦法、帶臨時隔離礦柱的嗣後充填階段深孔連續采礦法、束狀孔盤區連續崩落采礦法、束狀孔當量球形藥包盤區大量落礦嗣後充填采礦法等，基本形成了適用於我國不同技術條件的大直徑深孔高效率采礦比較齊全的方案類型和相應的工藝技術。在大直徑深孔采礦技術應用條件分析、方案選擇和采場工程結構、設備配套、工藝設計和參數計算等，事實上已經形成了有別於傳統采礦技術繫統。
大直徑深孔爆破是地下大直徑深孔采礦的核心技術。除了需要借鋻工業炸藥、爆轟理論與起爆技術、礦岩破碎機理、基於礦岩可爆性和能量平衡原理的爆破工藝參數設計等技術知識以外，地下大直徑深孔大量落礦爆破由於具體應用條件的不同，在爆破方法的演化、爆破條件分析、礦岩可爆性、炸藥選擇及與礦岩物理力學性質的合理匹配、爆破方法、爆破的大孔徑效應、高應力岩體爆破、工藝參數設計、爆破作用控制等方面，大體上形成了比較有其特點的技術體繫並多有創新。金屬礦山地下大直徑深孔采礦技術的發展綜合鑿岩技術、工業炸藥、破岩理論、爆破技術、采礦工藝等領域現代發展成就之大成，是上世紀後半葉以來采礦技術發展的重大成就，並以其高效率、高強度、集中作業、改善作業環境等特點直接推動了采礦大型化、連續化的發展。

我國自20世紀80年代初開始，針對不同的采礦技術條件，對以大直徑深孔大量落礦為主要工藝特點的大直徑深孔高效率采礦技術進行了繫統、大規模試驗和應用研究，包括以球形藥包分層落礦的VCR采礦法、階段深孔的臺階崩礦采礦法、帶補償槽的階段擠壓崩礦盤區連續崩落采礦法、帶臨時隔離礦柱的嗣後充填階段深孔連續采礦法、束狀孔盤區連續崩落采礦法、束狀孔當量球形藥包盤區大量落礦嗣後充填采礦法等，基本形成了適用於我國不同技術條件的大直徑深孔高效率采礦比較齊全的方案類型和相應的工藝技術。在大直徑深孔采礦技術應用條件分析、方案選擇和采場工程結構、設備配套、工藝設計和參數計算等，事實上已經形成了有別於傳統采礦技術繫統。

大直徑深孔爆破是地下大直徑深孔采礦的核心技術。除了需要借鋻工業炸藥、爆轟理論與起爆技術、礦岩破碎機理、基於礦岩可爆性和能量平衡原理的爆破工藝參數設計等技術知識以外，地下大直徑深孔大量落礦爆破由於具體應用條件的不同，在爆破方法的演化、爆破條件分析、礦岩可爆性、炸藥選擇及與礦岩物理力學性質的合理匹配、爆破方法、爆破的大孔徑效應、高應力岩體爆破、工藝參數設計、爆破作用控制等方面，大體上形成了比較有其特點的技術體繫並多有創新。

本書編寫首先考慮了大直徑深孔采礦技術知識體繫的完整性並兼顧理論與實踐，結合多年工作積累，列舉了較多的應用實例。全書內容主要包括：(1)大直徑深孔鑿岩設備、鑿岩技術；(2)爆破領域相關的爆破理論、破碎機理、工業炸藥性能、爆轟理論與起爆技術、爆破的大孔徑效應等；(3)結合具體的應用研究，分類介紹了VCR法球形藥包分層爆破、階段深孔爆破、束狀孔爆破、束狀孔當量球形藥包爆破等大直徑深孔爆破技術的基礎理論、參數及工藝設計；(4)根據不同的采礦條件具體介紹了VCR法、階段崩礦采礦、高階段崩礦采礦、當量球形藥包高分層落礦采礦、帶補償槽的階段連續崩落單步驟采礦等大直徑深孔采礦的工程工藝及應用案例；(5)大直徑深孔大量落礦爆破設計、爆破作用控制及大爆破的組織與安全。

全書共分十章，章緒論，主要闡明地下大直徑深孔采礦是破岩技術適應於采礦高效率、大規模現代發展具體成果；第二章介紹了大直徑深孔采礦的鑿岩設備和鑿岩技術，重點是地下大直徑高風壓潛孔鑽機的發展、應用和鑿岩技術；第三章從采礦爆破的角度繫統地介紹了爆破理論、破岩機理、工業炸藥、炸藥性能與礦岩物理力學性質匹配、礦岩可爆性及參數計算等，特別提及爆破大孔徑效應、地下岩體高應力爆破機理特性；對於適應於不同的采礦技術條件和不同的采礦技術方案的大直徑深孔爆破技術進行了分類介紹；第四章比較全面地介紹了適應於不同采礦技術條件的各類大直徑深孔采礦技術方案及其工程工藝並多有實際應用案例。本章後還就擴大地下大直徑深孔采礦技術應用範圍和開拓新的應用領域進行了初步探討。第五章大直徑深孔大量落礦爆破是復雜條件下回采殘礦和處理采空區的有效技術手段，本章結合具體案例介紹了大直徑深孔爆破技術的選擇和應用；第六章是為實踐大直徑深孔采礦所涉及爆破方案選擇、工藝參數計算、工程實施、爆破作用控制措施等項的工藝設計和現場實施；第七章大直徑深孔爆破界面的形成和穩定性是采場回采過程的重要環節，本章重點介紹了兩側為充填體條件下，如何通過繫統的研究、試驗、測試以及爆破作用控制，保證采場圍岩和充填體在采場回采過程的穩定性；第八章專題討論地下大直徑大量爆破的井下空氣衝擊波和爆破地震波傳播規律及防護措施；第九章為爆破組織安全；第十章地下大直徑深孔采礦技術的發展與MassMin，具體分析大直徑深孔采礦在地下大規模采礦現代發展中的地位和作用。各章編寫分工為：章餘斌，第二章郭利傑，第三章孫忠銘、餘斌，第四章劉慶林，謝源，第五章王湖鑫、劉建東，第六章陳何、張銀平，第七章楊小聰、孫忠銘，第八章吳春平、孫忠銘，第九章王湖鑫、解聯庫，第十章孫忠銘。

本書編寫過程，引用參閱了大量有關爆破理論、爆破技術、工業炸藥、起爆器材等方面文獻資料，特別大量引用了汪旭光主編的《爆破手冊》、於亞倫主編的《工程爆破理論與技術》、王運敏主編的《中國采礦設備手冊》，在此表示衷心感謝。

由於作者水平所限，書中不足之處，懇請廣大讀者批評指正。

著者

2014年8月

媒體評論

本書為國家十二五重點圖書，國家科學技術學術著作出版基金資助出版。
地下大直徑深孔高效采礦技術是一項20世紀下半葉以來地下采礦技術發展的重大成就，為推動我國有色金屬地下礦山規模化發展做出重要貢獻。這一技術是集綜合鑿岩設備、工業炸藥、爆破器材、爆破技術、爆破理論等方面現代發展成就之大成；是適應於采礦技術高效率、連續化、大規模、改善作業環境的現代化采礦技術。作者自20世紀80年代初至今，一直從事此項技術的創新、試驗、推廣應用研究，具有較豐富的科研經驗和成果積累。此項技術在我國多個地下礦山成功試驗並推廣應用，不僅為企業帶來顯著經濟效益，對於改善作業條件、提高安全性等方面也起到重要作用。
本書列舉大量試驗、應用實例，繫統論述了各種大直徑深孔采礦方案、適用條件、工藝設計、參數計算、現場實施方法。其中，大直徑深孔大量落礦爆破是大直徑深孔采礦的核心技術，書中繫統地介紹了球形藥包分層爆破、階段深孔爆破、束狀孔變抵抗線爆破、束狀孔當量球形藥包高分層爆破等大直徑深孔爆破技術，對於所涉及的基本理論、技術選擇、參數計算、工藝實施等都有具體闡述，理論與實踐結合緊密。本書為國家十二五重點圖書，國家科學技術學術著作出版基金資助出版。

地下大直徑深孔高效采礦技術是一項20世紀下半葉以來地下采礦技術發展的重大成就，為推動我國有色金屬地下礦山規模化發展做出重要貢獻。這一技術是集綜合鑿岩設備、工業炸藥、爆破器材、爆破技術、爆破理論等方面現代發展成就之大成；是適應於采礦技術高效率、連續化、大規模、改善作業環境的現代化采礦技術。作者自20世紀80年代初至今，一直從事此項技術的創新、試驗、推廣應用研究，具有較豐富的科研經驗和成果積累。此項技術在我國多個地下礦山成功試驗並推廣應用，不僅為企業帶來顯著經濟效益，對於改善作業條件、提高安全性等方面也起到重要作用。

本書列舉大量試驗、應用實例，繫統論述了各種大直徑深孔采礦方案、適用條件、工藝設計、參數計算、現場實施方法。其中，大直徑深孔大量落礦爆破是大直徑深孔采礦的核心技術，書中繫統地介紹了球形藥包分層爆破、階段深孔爆破、束狀孔變抵抗線爆破、束狀孔當量球形藥包高分層爆破等大直徑深孔爆破技術，對於所涉及的基本理論、技術選擇、參數計算、工藝實施等都有具體闡述，理論與實踐結合緊密。

本書結合長期研發工作實踐，繫統分析歸納了地下大直徑深孔采礦技術領域相關基礎理論、應用條件與采礦方案設計、工藝技術、參數計算等，是一本兼顧理論與實踐的學術專著，對於指導礦山生產設計、從事采礦方法研究以及在校學生均有借鋻和參考價值。

本書繫作者多年科研工作成果積累，理論與實際結合緊密。本書邏輯清晰、結構嚴謹、撰寫規範。

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