尾矿坝爆破振动试验与仿真研究

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尾矿坝是重大危险源之一。但是随着我国金属非金属采矿事业的不断发展,往往尾矿坝与采场距离较近,而且尾矿坝一旦发生溃坝事故,其后果将是十分严重的。基于相似理论,在北京哲君科技有限公司矿区内建立了一个模拟尾矿坝,坝高约6.5m,库容约1000m3。本文以该模型为研究对象,在坝顶干滩处以及坝底附近进行了八次单孔爆破试验,并测得24组振动速度有效数据及15组加速度有效数据,同时取得了尾矿砂的物理参数。对测得的数据进行回归分析,得出了符合测试地点实际情况的萨道夫斯基公式。通过相关理论分析、数值模拟计算分析、仿真模拟分析等工程实践相结合的方式方法,对采场爆破振动波的速度和加速度峰值以及振动波主频和振动时间对于尾矿坝破坏作用进行了初步探讨,并通过相关理论分析以及数值迭代,得出了相较于《爆破安全规程》(GB6722-2011)所规定的振速安全允许标准更为科学的爆破振动波的速度和加速度安全判据。其中,通过密度分析得出一定程度的爆破振动对于尾矿坝的坝体具有密实作用,在产生较大破坏处,速度的最小值为23.6520cm/s,加速度为6.6546m2/S。而后,利用有限元分析软件FLAC2D,建立了模拟尾矿坝的有限元分析模型,输入典型加速度波形,根据仿真结果与模拟试验结果进行了对比分析,对之前的分析结果进行了对比修正,其结果试验分析得出的安全判据的可靠度进行了很好的验证。通过改变振动强度的振幅而得出尾矿库的安全判据:就尾矿库坝体而言,承受的最大安全振动加速度即为0.34g,对应的振动速度为17.55cm/s,但应该留有3倍以上的安全储备量,也就是在爆破作业过程中,应该控制爆破振动强度,使其在尾矿库坝体产生的振动强度小于0.11g,振动速度应小于5.85cm/s。
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