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近年来露天矿山爆破开采日益增多,研究人员对矿山爆破的安全愈加重视,现有爆破工艺已经无法满足大规模安全爆破的需求,因此有必要针对矿山现有爆破工艺进行优化设计。随着岩石爆破理论以及计算机仿真技术的不断发展与完善,研究方法日趋多元化。本文基于岩石爆破理论对露天深孔台阶爆破机理进行了分析,通过理论计算和软件模拟对金属矿山现有的爆破参数中孔网参数进行了优化并分析了不同起爆方式对金属矿山爆破效果的影响,确定了新的金属矿山孔网参数;并针对当前矿山爆破存在的爆破振动问题提出了预裂减震沟的方法,利用LS-Dyna对提出的方案进行了模拟,分析、验证了所提方案的合理性。论文成果有:(1)研究了岩体爆破过程及深孔台阶爆破的机理,分析了当前矿山选取爆破参数的理论依据,为后续优化参数提供了支持;(2)针对某矿选取的爆破参数进行了试验,并依据矿山实况进行了仿真模拟,对比试验与模拟结果,从而验证了模拟的真实性与可靠性;(3)针对爆破试验存在大块及根底的问题,对现有的孔网参数进行了大孔距、小排距的优化改进设计,并进行了数值模拟。通过对比优化前后的结果,证明了优化后的孔网参数能有效解决大块及根底的问题;(4)针对同一矿山由于岩体组成分布不同而造成的爆破不均匀,结合对当前普遍选用的孔底起爆的效果分析,本文提出了孔底、孔中以及孔底和孔中同时起爆三种起爆方式,并进行了模拟、分析,得到了针对不同岩体选用不同起爆方式的依据;(5)针对当前爆破危害最严重的爆破振动问题,提出了预裂减震沟的想法,并在前述矿山实况数据模拟的基础上,分别研究了减震沟深度和减震沟距爆源距离对爆破保护区域降振效果的影响,得到了较优的解决方案。对某矿爆破参数的优化和爆破振动危害的防护,可以有效保证对矿山进行安全、可靠的开发,保证经济效益最大化。研究成果对同类矿山的开采具有指导和实用意义。