“爆破安全”课程融合实验教学体系构建与实践

为有效破解“爆破安全”课程真实实验难以开设的难题,基于虚拟仿真技术及其相关专利技术,展开融合实验教学体系构建与实践研究。以爆破安全工程中的“巷道掘进爆破安全设计与实现”环节为例,开发了巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台,可以实现爆破方案设计、爆破施工以及爆破危害监测的全工艺流程;配套开发了巷道掘进爆破炮烟中毒应急救援虚拟仿真平台,可以实现炮烟中毒事故动画演示,并可在虚拟环境中交互式完成工人自救互救、救援人员救援两项实际操作;研发了岩巷掘进爆破仿真模型及教学用模拟电雷管,可完成炮孔布置、雷管检测、起爆网路连接与网路导通性检测四项实践操作。基于此,进行了融合实验教学内容设计,研究探索型的线上实验具有启发式、探究式、多途径与多方案的特点;综合设计型的线下实验具有互动式、团队式与设计性的特点。教学实践表明：线上虚拟仿真实验不仅极大丰富了实验教学形式、增强了实验课程的趣味性,同时突破了时间、地域对于实验课程的限制,学生随时随地皆可通过网络完成实验任务;而线下实体仿真实验,不仅培养了学生团队合作精神,而且加深了学生对课堂所学理论知识的理解与应用,其动手操作能力得以同步提高。融合实验教学体系构建了...     

爆破工程实验教学创新平台构建

针对"爆破工程"实验教学中存在的问题,结合高校和科研院所自身的实际情况,提出了搭建爆破工程实验教学创新平台的思路.通过自主设计研发和引进金属丝电爆炸破岩装置、室内小药量岩石爆破破碎装置、爆破智能专家系统与虚拟仿真系统组合等手段,构建了综合创新平台.主要包括3个模块:非化学反应的爆炸加载、岩石爆破效果的定量评价、现场工程爆破参数自动优化设计及作业仿真.该平台的主要特色在于用金属丝电爆炸代替传统化学炸药破岩,实现了爆炸动载的实验室模拟;确立了室内小药量岩石爆破损伤破裂程度的评价方法;实现了现场爆破施工图表的自动绘制和爆破全过程的虚拟仿真反演.学生利用该平台,开展了非化学反应的爆炸加载破岩试验、不耦合装药爆破破裂程度量化研究、巷道爆破图表自动绘制与掏槽爆破虚拟仿真研究,效果良好.该平台也可用于开展其他创新性实验.     

微差控制爆破在中,厚煤层炮采工作面的应用

1 前言自从毫秒管问世以来,世界各国迅速把微差控制爆破技术应用到爆破拆除、露天开采、隧道工程、井巷掘进等施工作业中.由于种种原因至今微差控制爆破技术在煤矿炮采工作面应用甚少,使炮采爆破工艺十分落     

散装炸药在矿山巷道爆破掘进的应用效果分析

当前矿山巷道爆破掘进时,炮孔装填炸药多采用人工装填卷状炸药的方式,劳动强度大且作业效率不高,尤其在矿岩条件差和炮孔较深的作业环境,该方式严重影响了巷道掘进的效率,间接制约了矿山的生产能力。为此在非洲某铜矿进行散装炸药的巷道掘进爆破实验,使用井下压缩空气向水平炮孔中装填散状炸药的便携式装药设备,从炮孔布置、炸药种类和装填方式等对现行的巷道掘进工艺进行了改良。考虑巷道周边光面爆破的要求和底板积水的特点,掏槽孔和辅助孔采用散装炸药,周边孔和底孔采用卷装乳化炸药。通过改变风压来调节炮孔内的散装炸药的装药密度,经20余次实验,寻找到了较优的爆破施工方案,使该矿巷道掘进进尺成本每米节约15.4%,炮孔利用率提高到91.31%,平均单循环装药时间缩短了16.7%。同时该工艺在国内的某磷矿巷道掘进中也取得了较大的成功,其中炮孔利用率高达97%,平均单循环装药时间缩短近40%,为实现矿山巷道掘进机械化奠定了坚实的基础。     

散装炸药在矿山巷道爆破掘进的应用效果分析

当前矿山巷道爆破掘进时,炮孔装填炸药多采用人工装填卷状炸药的方式,劳动强度大且作业效率不高,尤其在矿岩条件差和炮孔较深的作业环境,该方式严重影响了巷道掘进的效率,间接制约了矿山的生产能力。为此在非洲某铜矿进行散装炸药的巷道掘进爆破实验,使用井下压缩空气向水平炮孔中装填散状炸药的便携式装药设备,从炮孔布置、炸药种类和装填方式等对现行的巷道掘进工艺进行了改良。考虑巷道周边光面爆破的要求和底板积水的特点,掏槽孔和辅助孔采用散装炸药,周边孔和底孔采用卷装乳化炸药。通过改变风压来调节炮孔内的散装炸药的装药密度,经20余次实验,寻找到了较优的爆破施工方案,使该矿巷道掘进进尺成本每米节约15.4%,炮孔利用率提高到91.31%,平均单循环装药时间缩短了16.7%。同时该工艺在国内的某磷矿巷道掘进中也取得了较大的成功,其中炮孔利用率高达97%,平均单循环装药时间缩短近40%,为实现矿山巷道掘进机械化奠定了坚实的基础。     

爆破事故应急救援预案演练的研究与探讨

通过对爆破应急预案及其演练的研究与分析,结合一次爆破作业模拟造成飞石砸断电力线路、引发火灾并导致人身伤害事故的应急救援预案的演练,对爆破事故应急救援预案及其演练进行研究与探讨,提出爆破应急救援预案的模式及应急预案对减少爆破作业过程中事故伤害、降低爆破风险的指导意义.     

贵州息烽磷矿巷道掘进爆破参数优化与实践

巷道掘进爆破的破碎效果取决于爆破参数的合理与否,其轮廓成形效果一定程度上也会影响着地下矿山巷道围岩稳定性。针对贵州息烽磷矿巷道掘进施工过程中因装药量过大、炮孔布置密集而产生的巷道超挖严重及爆破后的围岩破碎难题,采用了爆破破岩理论分析,并参照类似工程经验对掘进爆破的孔网参数布置和装药结构进行优化研究。通过优化掏槽方式减少6个炮孔(一阶掏槽孔2个、顶板孔2个和崩落孔顶孔2个),增大炮孔间距,并采用空气间隔器实施轴向不耦合间隔装药,使得炮孔数量减少和总炸药消耗量降低。其次,利用有限元软件LS-DYNA对优化的爆破方案进行模拟计算分析,结果表明：优化后的爆破方案巷道围岩应力峰值降低,减少了超挖,提高了围岩稳定性。最后,通过15组现场巷道掘进爆破工程实践,表明优化爆破参数后,巷道爆破掘进成型质量好,无顶板破碎、掏槽孔穿孔等现象出现,施工效率提高,施工成本降低。通过分析比较认为：适当增大炮孔间距,采用空气间隔装药爆破,相比无空气间隔爆破,能够有效减少爆破震动,保证巷道成型质量。     

高威力三级煤矿许用水胶炸药巷道掘进爆破

针对原有三级煤矿许用水胶炸药在巷道掘进中炮孔利用率低,循环进尺少,爆破效率低的问题,采用了研制成功的的高威力三级煤矿许用水胶炸药进行掘进爆破。同时,对煤矿许用水胶炸药的爆炸性能进行了对比和分析,对高威力三级煤矿许用水胶炸药的巷道掘进爆破技术经济进行了统计分析。结果表明,高威力三级煤矿许用水胶炸药的爆炸性能接近二级煤矿炸药水平,其可燃气安全度仍然高于二级煤矿炸药,达到三级煤矿炸药水平;高威力三级煤矿许用水胶炸药巷道掘进爆破炮孔利用率提高了12%~15%,月平均进尺增加14~18m,掘进循环次数减少,节约了大量掘进爆破直接费用,同时可缩短巷道开拓工期,提高煤炭开采效率和间接经济效益。     

巷道顶板事故预防及断面优化探讨

本文分析了掘进巷道断面形式的影响因素,阐述了地质预报和井下实际的地质构造对煤矿巷道掘进中断面优化的作用;提出适合特殊地质条件下,掘进巷道合理断面形式、断面设计参数及正确的井巷支护;从而可以有效的控制巷道围岩变形,预防煤矿巷道掘进中的冒顶事故。     

安全生产应急救援信息平台设计方案——以沧州为例

本文通过研究沧州市安全生产现状和安全生产事故特点，针对沧州市安全生产应急救援现状进行分析，研究沧州市安全生产应急救援系统存在的问题，从而有针对性的提出全市安全生产应急救援信息平台建设方案。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Estimation of potentialities of methods of summation of direct measurement errors

Conventional methods for summation of direct measurement errors are considered. Conditions under which these methods provide consistent results are stated. It is proposed to utilize for characteristic of the total error, its interval estimator or the half-sum of the value obtained by adding up its arithmetic and geometric random errors.Translated from Izmeritel'naya Tekhnika, No. 4, pp. 10–12, April, 1995.     

空压机轴承箱蜗壳温度探头油封改造

由于空压机进气侧轴承箱蜗壳温度探头密封效果不好,使空压机及其后续管道受到油污染。后将温度探头的O形圈密封改为骨架油封,杜绝了轴承箱漏油问题。文章简介空压机的结构和技术参数,详细介绍了骨架油封的制作和优点。     

Characteristics of mechanical properties of materials in studies of conditions of attainment of marginal states

It is shown that conditions of attainment of marginal states in the material of structural components are formulated on the basis of analysis of force and deformation criteria of formation and development of destruction. The parameters of these criteria are data on types of structural materials, standard and special characteristics of their mechanical properties, structural forms of considered elements of the equipment, and their operating stress loading. In this case, the construction of a system of state equations for describing interrelation of current damage, external actions, and responses to them is based on the concept of calculating variations in properties of materials at all stages of the design life cycle.     

Determination of parameters of microstructural inhomogeneity of deformation of metals by the method of modeling

The article suggests a method of evaluating the microstructural inhomogeneity of deformation of metals by modeling. The method includes the measurement of deformations of metal according to meshes of a dividing grid with small base and the calculation of the distribution parameters of microdeformations in model representation. It is shown that the modeling method makes it possible objectively to evaluate the microinhomogeneity of deformation of metals independently of the chosen mesh size of the dividing grid. New structural characteristics are introduced: the base and wave of variation expressing the degree of crumbling or amalgamation of metal grains by inhomogeneity of deformation.Translated from Problemy Prochnosti, No. 7, pp. 40–44, July, 1991.     

水三相点复现的不确定度评定

水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点，也是ITS-90国际温标重要的定义固定点。因此，水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来，中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器，加强了水三相点的研究，为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时，不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此，根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明，其扩展不确定度为0．16mK(k=2．69，P=0．99)。