全长砂浆锚固玻璃钢锚杆动力响应数值模拟分析

针对矿山开采过程中爆破振动对巷道支护中全长砂浆锚固玻璃钢锚杆的动载破坏问题,提取金川二矿区现场振动监测数据,利用FLAC~(3D)对全长砂浆锚固玻璃钢锚杆动力响应特征进行研究,分析爆破动载、弹性模量对玻璃钢锚杆轴力的影响,结果表明:在冲击荷载作用下,玻璃钢锚杆轴向应力沿杆体分布的拟合曲线呈指数型衰减,在孔口位置出现轴向应力最大值,随后沿杆体传播方向迅速减小;轴向拉应力均大于轴向压应力,孔口位置处轴向拉应力为轴向压应力的1.2～1.5倍,且拉应力衰减较压应力慢;随着动载波形振幅的增大,玻璃钢锚杆轴向应力呈指数型增大,锚杆最大轴向应力随围岩弹性模量的增大而呈指数型减小。数值计算结果与理论分析结果一致,可为矿山爆破动载作用下的玻璃钢锚杆支护设计提供理论依据。     

应力波传播及岩土动态响应研究

针对侧爆应力波在围岩中的传播及巷道动态响应研究问题,采用FLAC~(3D)软件对巷道围岩中的应力波传播进行了监测,并对巷道的振动速度和位移进行了分析。结果表明:在爆炸动载作用后,巷道围岩中的应力波在巷道周围产生了绕射现象,巷道周围的应力集中区呈"C"型分布,巷道右帮和拱顶的振动速度和位移较大,其变化规律在一定程度上反映了应力波作用下的应力集中区分布。研究结果与现有文献试验研究结果相吻合,验证了数值模拟结果的可靠性。     

金山店铁矿生产爆破地表振动衰减特性及减振措施研究

根据金山店铁矿地表爆破振动监测数据,运用统计学方法得到了金山店铁矿生产爆破地表振动衰减特性的萨道夫斯基公式。通过分析勘探线测点布置剖面图得到张福山采区不同开采水平与受保护的建(构)筑物(监测点)之间的最小爆心距,基于衰减特性,在考虑1.5倍和2.0倍安全振动速度条件下,计算金山店铁矿张福山采区3个区域的最大安全单段起爆药量范围,并给出此3个区域在后续生产中的最大单段起爆药量推荐值,为矿山生产爆破减振提出了有效措施。     

爆破动荷载作用下巷道群的稳定性研究

以某铁矿-430~-500m阶段为研究对象,利用数值模拟手段研究上分段爆破动荷载对下分段巷道群稳定性的影响,分析巷道围岩应力、位移、塑性区分布、监测点峰值振速及安全系数。研究结果表明:爆破动荷载作用后,2号巷道拱顶围岩最大拉应力从0.33 MPa增至0.53 MPa,增加了0.61倍;巷道拱顶最大沉降位移从4.43mm增至13.79mm,增加了2.11倍,底板最大鼓起位移从3.57mm增至6.21mm,增加了0.74倍;巷道周边塑性区分布区域较静力作用有所增大,拱顶区域破坏明显;拱顶峰值振速43.62cm/s,安全系数1.05,底板峰值振速32.19cm/s,安全系数1.24。应对巷道顶板加强支护。     

凹山铁矿边坡爆破振动监测与分析

针对凹山铁矿采场边坡爆破开挖工程,发现爆破是影响凹山边坡稳定性的主要因素。通过对现场爆破作用下岩体质点振动的跟踪监测,得到边坡质点的振动衰减规律。考虑到高程对爆破振速会产生放大作用,在此基础上引入高程相关系数进行二元回归分析。分析结果表明:边坡体的爆破质点振动速度随着高程的增加而增大,因此根据爆破振动速度,可及时调整爆破参数,以确保边坡爆破施工的质量。     

贵安新区清杨路某岩质边坡爆破震动监测与分析

贵安新区清杨路段一高陡岩质边坡在施工期间受周围路面爆破震动影响较大,为揭示爆破地震波对边坡岩体的影响及其在边坡岩体中的传播规律,在边坡马道岩体内部安装IMS加速度计传感器及岩体表面布置TC4850爆破测振仪,通过两种传感器接收相同爆源的波形,分析了爆破地震波在传播过程中的特征,得到了坡表爆破振动衰减规律与边坡内部岩体振动加速度衰减规律。结果表明爆破地震波在岩体内部加速度与坡表的振动速度相比,具有振动小、衰减较快的特点,且爆破波形持续时间较短、首次显现波峰后呈单调持续衰减。     

空孔对岩石爆破裂纹扩展的影响数值模拟研究

为研究空孔对爆破荷载作用下岩石裂纹扩展的影响,采用ANSYS/LS-DYNA对白云石大理岩模型进行爆破裂纹扩展过程数值模拟研究,结果表明:爆炸应力波的最大应力峰值为64.98 M Pa,随后应力波呈振荡变化直至模型断裂;爆破裂纹扩展速度呈周期性变化,随着距离的增大而衰减;空孔对裂纹成缝具有导向作用,空孔附近出现应力集中...     

爆破动载下围岩裂纹扩展规律研究

针对爆破动载下围岩损伤破坏问题,基于Griffith能量释放理论,建立了爆破动载下围岩裂纹扩展计算模型,并根据金山店铁矿岩体和中深孔爆破参数进行了计算和分析,结果表明:装药量不变时,在爆心距150m范围内,单次爆破裂纹扩展长度随爆心距的增加而快速降低,裂纹扩展长度变化明显;爆心距不变时,随着装药量的增加,单次爆破岩体裂纹扩展长度基本呈线性增加。利用RFPA软件对不同爆破参数下的围岩裂纹扩展进行数值模拟,并对理论计算和数值计算结果进行对比分析发现,二者相对误差约为8.7%,故该计算模型能够反映爆破相关因素对围岩裂纹扩展的影响,可为巷道围岩的稳定性及地下工程的安全性评价提供一定的理论依据。     

不同深度预裂缝对减震效果影响研究

预裂缝有很好的降振作用,其深度对爆破效果的降振效果不尽相同。为了研究不同深度预裂缝对减震效果的影响,运用大型动力分析软件LS-DYNA对深度为8m、10m和15m的预裂缝爆破进行数值模拟,通过峰值振动的衰减规律可以看出,预裂缝对爆炸应力波的传播产生一定的屏蔽区,并且在最大段起爆药量相同时,预裂缝越深其隔振效果越好。     

城市密集区地铁明挖车站爆破施工技术

为了控制复杂环境下车站基坑爆破开挖所引起的地面运动强度,以重庆渝北区东埠公园地铁车站明挖段为例,研究了车站基坑爆破施工方案。对主炮孔和预裂孔的爆破参数进行了分析。应用三维爆破网,孔内外预裂延迟。单管最大起爆药量严格控制在2.16kg,飞石安全距离不超过20 m,现场爆破振动监测分析。研究表明,最大爆破振动峰值速度为0.91 m/s,远低于爆破振动允许速度;爆炸产生的地震强度衰减率可达三分之一。预裂爆破形成的预裂会将主爆爆区与保护对象分开,从而对施工区域内的建筑物进行有效的保护。     

爆破振动对开挖边坡稳定性的影响研究

针对爆破振动对开挖边坡的稳定性影响展开研究,确立爆破振动监测方案,并实施现场监测,对监测数据进行回归分析,求出边坡的爆破地震波衰减规律;利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立含不同跨度的开挖边坡模型,分析边坡坡面内关键质点的最大振动速度和有效应力,以及开挖区顶板单元质点的峰值振动速度和位移变化规律。研究成果:a.边坡节点垂直方向的振速均比水平方向大,对边坡破坏最严重的是垂直分量;b.开挖区的顶底板振速水平分量对开挖区破坏最严重,随着开挖区跨度和埋深的逐渐变大,边坡节点振速水平和垂直分量均逐渐变小,爆破衰减因素K值和α值逐渐变大,减震效果越来越不明显,边坡坡面的应力变大,在顶板中央出现拉应力集中现象。     

爆破动载作用下玻璃钢锚杆动态响应数值分析

针对金山店铁矿中深孔爆破回采时产生的爆破应力波的幅度较大,频率较高,不利于玻璃钢锚杆巷道支护稳定性的问题,采用FLAC3D动力分析模块与结构单元的可选模块Cable相耦合,分别研究了单次和多次爆破荷载作用下玻璃钢锚杆的动态响应特征,结果表明:安装角越大,锚杆轴向应力越大,安装角越小,锚杆轴向应力越小;玻璃钢锚杆的轴向应力主要集中在锚杆锚固段的前端,随着锚固深度的增大,轴向应力迅速衰减并趋于零;在多次爆破荷载作用下玻璃钢锚杆会产生一定的累积损伤,随着爆破荷载次数的增加锚杆轴力缓慢叠加增大。     

深部巷道围岩破裂演化实测研究

深井高应力巷道支护是目前巷道支护研究的重点和难点,为研究该类巷道岩层破坏失稳机理,在未开掘巷道两帮围岩中布置应力、位移监测点,揭示巷道掘进全过程围岩应力转移及不同深度岩体位移变化特征。监测结果表明：巷道揭露初期在浅部围岩形成应力集中,随时间推移围岩集中压力向深部转移,最终平衡在2.5~4 m围岩内;2 m内围岩位移量占总位移量的75%以上,浅部围岩移动变形量主要为松散破碎变形量。依据监测结果设计二水平轨道巷采用锚杆＋锚索＋U型钢的初次支护和锚注二次支护的围岩控制方案,该技术取得了良好的效果,控制围岩变形量在40 mm以下。     

研山铁矿高边坡爆破振动地形效应特征研究

边坡地形振动放大与衰减效应是高边坡爆破地震波传播规律研究的重要内容。根据边坡地形振动现场监测和数值模拟结果,基于振动频率研究质点振动速度在传播过程中地形效应的产生及变化规律。结果表明,振动速度的高程效应与输入振动波频率密切相关;高差是引起振动速度加强的主要因素,振动频率增强了地形高程的放大效应。整体上振动速度仍随距离呈指数衰减规律,放大效应只是相对单个台阶而言。根据模拟计算结果,振动频率在20~25Hz之间时会增强放大效应,边坡支护及加固需考虑地形效应作用,可通过控制爆破延期时间进而有效控制高频振动的地形放大效应。     

爆破振动作用下基于Rayleigh波传播特性的边坡动力稳定性计算方法

提出一种在爆破振动作用下基于Rayleigh波传播特性计算边坡安全系数的方法.在进行边坡爆破开挖时,爆源中、远区Rayleigh波能量较大,是影响爆破时边坡稳定性的重要因素.现有的拟静力法计算通常采用爆破动力折减系数来表示爆破振动对边坡稳定性的影响,未能考虑Rayleigh波沿深度快速衰减及频谱特性,所得的安全系数不够...     

深部开采爆破震动对巷道稳定性影响的数值模拟研究

针对深部开采环境下爆破震动对巷道稳定性影响较大的问题,基于FLAC3D程序建立了高峰矿深部巷道模型,并对巷道施加爆破地震波进行动力分析计算。通过对巷道静力计算与动力计算后的应力场、位移及塑性区分析对比,并对巷道围岩振动速度进行监测,结果表明,爆破震动对巷道顶板危害最大,底板次之,影响最小的为巷道两帮。     

某硫铁矿浅埋巷道爆破振动实例分析

以某硫铁矿浅埋巷道工程为例,进行开挖爆破的地表振动效应试验。通过测量开挖爆破引起的不同位置处的地表振动速度波形,研究地表振动特性及其变化规律。结果表明,测得的测点的垂直振动速度可信度满足测试要求,所测得的垂直速度值均小于GB6722—2011规定的允许振速0.5 cm/s;浅埋巷道开挖区将造成掘进爆破产生的地表振动质点振动速度具有方向效应,水平方向振速小于垂直方向振动速度;爆破场地的地形高差变化较大时,传统的萨道夫斯基爆破振动经验公式分析结果不够理想,应考虑高差效应给地表振速带来的影响。     

煤炭系统认真推广光面爆破和锚喷支护

光面爆破和锚喷支护是煤炭工业中一项作用大、见效快的重大技术革新成果,应该认真推广。锚喷支护突破了旧的、传统的支护形式和支护理论,使支护由消极地承受围岩压力而变为积极控制围岩的力学形态变化,限制岩石的变形、位移和裂隙的发展,保持围岩的稳定性,使岩体自身的支承作用得以充分发挥。把围岩从荷载转化为承载,这是锚喷支护与其它支护形式的主要差别,也是锚喷支护最突出的优点。各单位在推广锚喷支护时一定要与推广光面爆破结合起来。光爆锚喷,高速高效,省工省料,工艺简单,操作方便,不仅减轻了支护工作笨     

高水平应力软岩巷道围岩变形机理研究

高水平应力软岩巷道支护是目前巷道支护研究的重点和难点,该类巷道多为破碎结构,节理发育,岩体强度较低,围岩侧压系数较大等特点,造成巷道底鼓量大、片帮严重及拱顶剪切剥落。分析表明巷道变形破坏机理为：巷道开挖原岩应力释放回弹,应力重新调整平衡,在此过程中结构面剪切错动,围岩强度大幅降低;巷道围岩在高地应力、低围压及高应力差的共同作用下产生严重塑性变形破坏。通过数值模拟构建了不同巷道形状在不同地应力环境中的支护方案。     

深部巷道顶板爆破切顶卸压与围岩控制技术研究

关家崖矿为解决坚硬顶板综采工作面围岩应力积聚前移，导致巷道变形严重的难题。以8101工作面为工程背景，采用数值模拟软件对深部巷道卸压爆破技术进行研究，发现在进行开挖后围岩应力重新分布，巷道开挖面的附近出现明显的应力集中前移现象，在巷道顶板及底角位置有岩爆破坏的倾向，同时对不同爆破卸压孔深度对巷道围岩应力状态及顶底板移近量进行分析，随着预裂爆破深度的增加，在巷道开挖面上围岩的应力大小逐渐增加，同样的巷道围岩的变形位移同样呈现增章态势,达到减轻沿空留巷巷道变形的效果,保证矿井的安全生产。