原地爆破浸出工艺的爆破筑堆块度预测研究.pdf

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1、第28卷第2期铀矿冶Vo1．28NO．22009年5月URANIUMMININGANDMETALLURGYMay2009原地爆破浸出工艺的爆破筑堆块度预测研究柳慧鹏，李羽(核工业北京化工冶金研究院，北京lOl149)摘要：针对原地爆破浸出的爆破筑堆技术，采用SHPB试验数据和数值模拟的方法确定炮孔粉碎区、裂隙区域的范围，并据此对爆破筑堆块度进行有效的预测。该方法操作简单、费用低、时间短，为相关爆破筑堆块度理论分析和调整爆破孔网参数提供了新的方法和思路。关键词：SHPB试验；爆破筑堆；块度；粉碎区中图分类号：TD853．36；TL212．12文献标识码

2、：A文章编号：1000—8063(2009)02—0057—05原地爆破浸出法是一种采矿新方法。该方法分来确定粒级范围，因此需要进行现场爆破条件利用井巷工程和控制爆破技术，就地崩落矿石，构试验测定参数，存在费用大和时间长等缺点。本筑级配合理、渗透性良好的采场矿堆，并布洒溶浸研究提出了用SHPB系统试验测定动载荷下矿剂，有选择性地浸出有价金属。其特点是80左石不同破碎块度及相应的破碎强度，结合数值模右矿石留在原采场就地布液浸出，20左右附产拟确定不同载荷区域，从而确定矿石不同破碎程矿石出窿地面堆浸。与常规采、选、冶相比，大大度区域范围的方法。该方法操作

3、简单，只需获得减少出窿矿量，省去了采场顶板管理、采空区处理矿样(或制作相似试件)进行实验室试验即可。因和尾渣排放等繁杂工序，基建投资节省3O～而该方法周期短、费用低、易推广，为建立爆破筑40，建设周期缩短1／3，采、选、冶综合生产成本堆块度理论研究提供了很好的平台。该方法研究降低30，有利于矿区环境保护和矿山退役后的方案见图1。环境复原治理。我国原地爆破浸出法采铀试验，始于20世纪60年代末期。从197O一1985年的15a问，国内的原地爆破浸出技术研究与发展缓慢。20世纪90年代以来，我国原地爆破浸出采铀技术不断取得重大进展。原地爆破浸出采矿技术在

4、国内外金属矿山开采中得到了迅猛发展，其中铜和铀矿山使用最为成功l1]。原地爆破浸出开采以其特有的工艺技术和优点，在铀矿、有色金属、稀有金属和非金属矿开采中都有广阔的应用前景。目前在原地爆破浸出领域对工业应用的研究开展较多，而对基础理论的研究开展较少。对浸出率有决定性影响的爆破块度理论研究还存在严重不足，亟待加强。l爆破筑堆块度研究思路目前对爆破块度研究多以爆破后矿石取样筛图1爆破筑堆块度研究方案收稿日期：2009—03—12作者简介：柳慧鹏(1976一)，男，黑龙江省佳木斯市人，博士，工程师，从事铀矿开采研究工作。58铀矿冶第28卷3SHPB系统测定

5、矿石块度对应的破碎2爆破破碎区域的划分强度炸药在矿体内部爆炸，形成粉碎区、压裂区、试验采用中国矿业大学(北京)爆破实验室分震动区l3]。图2示出了炸药包在岩体内的爆破作离式Hopkinson压杆(SHPB装置)进行高应变用，图中R为空腔半径；R为粉碎区半径；尺为压率的动态加载试验。该试验系统由输入杆、输出裂区内爆破块度≤150mm的区域半径；R。为压杆、吸收杆、阻尼器，以及测速电路、超动态应变裂区半径。在研究爆破筑堆块度时需要研究粉碎仪、波形存储器、数据处理系统等部分组成。区和压裂区。通常粉碎区内矿石被强烈粉碎，可试验中所有的杆均为35CrMn钢，各

6、项参数以认为该区域块度100达到筑堆块度要求。合如下：屈服极限()为835MPa；弹性波速(Co)为理地确定R，控制炮孑L网格参数成为进行爆破块5065m／s；密度(p)为7．8×10。kg／m。；最大撞击度研究的关键。SHPB系统可以测定试件破碎程速度为42．27m／s。为保证子弹，输入、输出杆在度所对应的动载荷强度，这为通过试验确定R，弹性范围内工作，撞击速度控制在40m／s以内。R提供了平台。子弹长度为0．8m，输入、输出杆长度为3．0m，吸收杆长度为1．2m。以C30混凝土为相似材料对某铀矿矿石进行研究，其静载荷参数见表1，撞击后的破碎形态和

7、曲线见图3、图4，动载荷数据见表2。撞击后试件C的破碎块度≤25mm时的动载荷强度为84．68MPa，小于这个载荷时将出现>25mm的块度。因此数值模拟以84．68MPa为指标，计算满足筑堆要求≤25mm块度的比例。因为试验试件的直径为50mm，所以对块度≤150mm范围的确定，采用能使试件破裂的抗拉强度即可。考虑到炮孔间有拉载荷的存在，研究以叠加拉载荷强度18MPa为标准，根据数值模拟计算结果确定≤150mm块度的区域。图2药包在岩体内的爆破作用表1C30混凝土准静态试验参数表2C30混凝土动载荷试验数据第2期柳慧鹏，等：原地爆破浸出工艺的爆破筑堆

8、块度预测研究59图5模拟网格划分计算结果分析见图6。在起爆0．8～1．Oms图3混凝土试件不同破坏形态左右、