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目前,国内地下铁矿大多采用无底柱分段崩落法回采矿石,切割天井工作是无底柱分段崩落法回采矿石的一项十分重要的工程,质量的好坏将直接关系到矿石回采能否正常进行.一次爆破成井具有安全性高,缩短生产周期,提高生产效率和保证生产质量等重要意义.本文依托科研项目"坚硬岩石条件下深孔一次爆破成井技术优化与应用研究",针对现场试验地点,武钢大冶铁矿尖林山井下,具有岩石条件坚硬、稳固性好和可爆性差的特点,在进行切割井爆破时又只有一个自由面,岩石的夹制作用大,这些无疑增大了试验成功的难度.为了确保现场试验的一次成功,采用了典型试验方案进行室内物理模型试验研究,得出相关结论与建议.首先,文章根据爆破相似原理,应用相似π定律,基于量纲分析法,推导出了中深孔一次爆破成井模型试验的模型律与相似准则,得出了原型与模型之间的相似关系,为模型试验提供了理论指导依据;由模型的模型律和相似准则,将模型的相似性归结为模型的材料相似、几何相似和爆破动力相似,并对其相似性进行了全面初步的分析研究,选取了合理的相似常数.第二,为了充分了解模型试验的相似性,对现场试验地段和试验模型进行了超声波测试比较,得出原型和模型的物理力学性能指标,为模型试验的材料相似性和材料相似常数提供了定量指导.第三,针对中深孔一次爆破成井法成败的关键是掏槽孔的布置和起爆顺序,本文以九孔掏槽、单螺旋掏槽、双螺旋掏槽、双孔菱形掏槽四种掏槽方式为主导因子来选择合理的炮眼布置方式,设计四组典型试验方案,并合理确定装药量、起爆顺序和微差间隔时间等参数进行爆破模型试验,同时尽量做到模型试验在同等条件下的自相似,实现比较目标的定性相似.第四,每组模型爆破试验完成后,均对爆破块度进行分级筛分统计,使用MATLAB6.1工具软件对相应的累计百分含量与块度线性尺寸关系进行曲线拟合回归,得出四种模型试验块度累计百分含量的3阶多项式回归分析表达式,并对各组试验的爆破平均块度、爆破大块率、有效爆破体积、炮孔利用率等定量指标进行趋势比较;综合分析及优化研究,得出了现场试验条件下,单螺旋掏槽的天井断面布孔方式为最优布孔方式的结论,模型试验结果还获得了炮孔间距及微差爆破时间的相关参量,进一步为现场试验提供理论指导依据.最后,在模型试验结果的指导下,进行了一次爆破成井现场试验,获得了很好的爆破效果.现场试验应用结果表明,物理模型试验的研究方法,成功地得到了符合现场生产实际的中深孔一次爆破成井优化技术和方法,解决了制约中深孔一次爆破成井技术运用的瓶颈问题.论文着眼于中深孔一次爆破成井优化技术和方法,以室内模型试验为主要研究方法,与工程紧密结合,立足于理论研究,指导与反馈于生产实践,具有较强的现实意义和较高的参考价值.