某石灰石矿边坡预裂爆破技术研究

针对某石灰石矿当前边坡维护施工过程中预裂孔爆破贯通不良、成缝效果较差、边坡预裂面不平整等问题,采用理论研究、数值模拟计算分析的方法,选用切缝药包和炮孔径向掏槽的定向爆破方案,并与原预裂爆破方案进行对比分析,结果表明:定向预裂爆破的聚能效应能够大大增强药包的破岩能力,可适当加大炮孔间距,减少穿孔量,降低施工成本;切缝药包预裂爆破可大大促进边坡预裂缝的贯通,预裂边坡成型效果显著,且施工工艺简单,提高了经济效益。切缝药包定向预裂爆破技术具有很好的现场指导作用。     

不同结构切缝药包爆炸效应试验研究

矿山掘进中,合理的切缝药包结构参数对定向断裂爆破技术有非常重要的作用。介绍了开展铅柱中切缝药包爆破试验,运用正交设计法对切缝管材质、壁厚、切缝宽度、切缝长度以及切缝药包在炮孔中的不耦合系数进行优化,确定切缝管工业化生产合理的结构参数,并通过殉爆测试验证了切缝方向的定向效果。现场试验表明,切缝药包定向断裂效果显著,巷道周边爆破的半眼痕率都在90%以上,大幅度减少超挖现象,提高了掘进速度。     

大孤山铁矿预裂爆破研究与应用

大孤山露天铁矿靠帮爆破采用预裂爆破技术。为了寻求最优的预裂爆破参数,利用LS-DYNA软件对不同爆破参数条件下的预裂爆破过程进行数值模拟,分析模拟结果得出大孤山铁矿靠帮预裂爆破的最优炮孔间距和不耦合系数等预裂爆破参数。根据所模拟的最优预裂爆破参数,进行现场耦合预裂爆破和不耦合预裂爆破对比试验。不耦合预裂成缝效果显著且爆破施工对保留边坡震动小,有利于维护边帮稳定,得到良好的预裂爆破效果。数值模拟所确定的爆破参数可应用于大孤山铁矿靠帮爆破中,对现场爆破施工具有实际指导意义。     

切缝药包定向断裂爆破切缝管切缝宽度的确定

利用数值方法研究切缝药包岩石定向断裂爆破炮孔间贯通裂纹的形成机理 ,分析切缝管切缝宽度的影响因素 ,提出切缝管切缝宽度和爆破形成的初始导向裂纹长度计算方法。对砂岩、页岩 ,炮孔装入 2号岩石炸药 ,炮孔半径为 2 1mm时 ,数值模拟得到的切缝管的切缝宽度与工程实际接近 ,为工程中取切缝管切缝宽度为 3～ 5mm找到了理论依据。     

坚硬顶板切缝药包深孔预裂松动爆破技术研究

以安徽淮南张集矿为背景,采用数值模拟和现场试验相结合的方法进行坚硬顶板松动爆破关键控制技术的研究。数值模拟了切缝药包深孔松动爆破效果,进行了普通药包爆破与切缝药包控制爆破现场对比试验。结果表明:所提出的基于切缝药包定向断裂的巨厚坚硬顶板超深孔松动预裂技术,可以扩大爆破裂纹定向扩展范围,解决超深孔松动预裂炮孔爆破底部眼间距过大的难题,从而实现对爆破破裂面及坚硬顶板的垮落位置的精准控制,以及人为调控周期来压步距,使坚硬顶板能够及时、安全垮落,实现工作面的连续安全开采。     

切缝药包爆破技术在露天边坡开挖中的应用

从爆破效果和经济效益两个方面,研究了将光面爆破和切缝药包爆破技术用于边坡开挖。通过模型试验和现场实验,分析了切缝药包的爆破机理,及其在边坡开挖中的应用,并与光面爆破进行了比较分析。     

切缝药包定向断裂爆破切缝管切缝宽度的确定

利用数值方法研究切缝药包岩石定向断裂爆破炮孔间贯通裂纹的形成机理，分析切缝管切缝宽度的影响因素，提出切缝管切缝宽度和爆破形成的初始导向裂纹长度计算方法。对砂岩、页岩，炮孔装入2号岩石炸药，炮孔半径为21mm时，数值模拟得到的切缝管的切缝宽度与工程实际接近，为工程中取切缝管切缝宽度为3～5mm找到了理论依据。     

定向预裂切顶沿空掘巷技术应用研究

为了解决九里山矿沿空掘巷巷道支护压力大、变形量大、支护困难、维修工程量大的问题,基于切顶卸压原理和定向预裂爆破技术,结合九里山矿15091回风巷顶板岩层情况,确定了预裂爆破的深度,采用了双缝定向预裂管有效控制爆破产生裂隙的方向,实现了定向爆破。制定了切顶沿空掘巷施工方案,确定了定向预裂爆破参数及沿空掘巷巷道支护形式与参数,并通过矿压观测,对沿空掘巷成巷效果进行了评价。研究结果表明:采用定向预裂切顶爆破后,成巷不稳定时间由30 d缩短到20 d,短时间内巷道进入稳定期;沿空掘巷巷道两帮移近量最大为326 mm,较未切顶巷道减少了112 mm;顶板最大移近量为135 mm,较未切顶巷道减少了80 mm,巷道变形量明显减少,巷道维修量也大幅减少,取得了较好的经济效果。     

切缝药包掏槽爆破试验研究

将切缝药包定向断裂爆破技术引入到掏槽爆破中,以解决制约中深孔爆破的瓶颈性问题。首先进行了砂浆模型试验,对切缝药包定向断裂性能进行了研究;其次结合砂浆模型试验结果,进行了矩形切缝药包掏槽爆破现场试验;最后在上述试验的基础上,进行了全断面爆破现场试验。试验结果表明:切缝药包爆破具有极强的定向成缝效果;矩形和三角形切缝药包掏槽全断面爆破的炮眼利用率分别为94.5%和93.1%。切缝药包掏槽爆破极大地提高了炸药的使用效率,有效地消除了深部围岩的夹制作用,为深部岩体掘进爆破提供了一种新的解决途径。     

切缝药包岩石巷道光面爆破数值模拟与优化研究

基于张集矿-745m水平进风大巷煤矿井下岩石巷道光面爆破试验,引入JH-II岩石动态损伤本构模型,通过建立巷道周边眼爆破数值计算模型,采用数值计算方法对比分析传统爆破方法与切缝药包爆破方法在光面爆破中周边眼爆破成形效果和围岩爆破损伤情况,进一步针对爆破成形中存在的问题对切缝药包结构进行优化并验证。结果表明:在成形效果上,传统爆破方法次于切缝药包法;峰值振动速度损伤判据分析证明,切缝药包爆破所造成的围岩损伤较小;切缝药包结构优化证明,通过改变切缝药包切缝数目与方向的方法可获得预定方向与数量的爆破裂隙。     

预裂爆破在吉劳金矿高陡边坡的应用

为改善预裂爆破效果,降低爆破振动,提升最终边坡稳定性,针对吉劳金矿南部边帮1935平台以上已达到最终境界的情况,采用控制爆破技术改善吉劳金矿南部最终边坡的稳定性和安全性,通过优化预裂爆破参数和调整装药结构,采用分段空气间隔装药结构,在吉劳金矿1915平台进行预裂爆破现场试验,试验区域半壁孔率均达到80%以上,坡面平整性较好,取得了预期效果,为后续矿山靠帮预裂爆破提供了可靠依据。     

基于正交设计模拟实验的预裂爆破参数优化方法研究

由于爆破施工周围待保护环境的复杂性和爆破扰动等有害效应的无法评估性,需对传统的预裂爆破技术进行更精细的改进和优化。采用基于正交设计的相似材料模拟实验方法对预裂爆破中的不耦合系数、同响孔数、孔距孔径比和有无导向孔四个因素进行分析,确定预裂孔成缝效果最优的起爆方式和爆破参数,并进行模拟实验验证。研究表明:装药不耦合系数取2、孔距取8倍炮孔直径、不设置导向孔、采用延期时间为12ms的逐孔起爆预裂方式,得到有效半孔率为85.4%、预裂缝宽度为25.4mm、原岩损伤率为13.5%,爆破效果综合评价最佳。     

预裂爆破成缝宽度与线装药密度关系试验研究

随着我国露天矿山高台阶陡帮开采工艺的应用,预裂爆破控制技术成为保护边坡、控制爆破振动次生灾害的重要手段。为了对矿山临帮区域的预裂爆破关键工艺参数（线装药密度）及不同线装药密度下的 预裂成缝宽度进行精确计算,以乌山铜钼矿为例,结合岩体破坏判据及炸药爆炸压力作用规律,对预裂爆破线装药密度计算公式进行了理论推导,得出预裂孔开裂及预裂缝贯通时的线装药密度理论公式。结合矿山典 型岩性——黑云母花岗岩物理力学测试参数,计算得出矿山典型岩石开裂及预裂缝贯通时的线装药密度分别为0.196 kg/m、0.528 kg/m。通过数值模拟及回归分析,讨论了线装药密度与预裂爆破成缝宽度之间的关系 ,选取线装药密度0.50、0.54、0.57、0.60 kg/m 4种方案,对预裂孔自起爆至形成贯通裂缝全过程的网格单元失效情况进行了统计,结果表明：线装药密度为0.5~0.6 kg/m时,预裂缝宽度与线装药密度可用如下函数 关系描述：y=-172x2+213x-60 （R2=0.98）,且预裂缝宽度随着线装药密度增加而增大。在试验矿山开展了现场预裂爆破试验,并对预裂缝后方30 m处的爆破振动情况进行了监测。结果表明：贯通的预裂缝后方30 m 处综合减振率达31.3%以上;未贯通的预裂缝存在沾帮联结现象,且减振效果明显降低,相对于预裂缝贯通时,减振率降低了4.3%~5.6%;当预裂缝贯通后,线装药密度进一步增加0.06 kg/m,降振率仅提高了1.3%,进 一步分析认为：当预裂缝完全贯通后,继续增大线装药密度对降振效果的提升意义不明显。     

矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法

为简化矿山预裂爆破效果预测环节、提高预测精准度，针对传统预裂爆破效果评价注重预裂坡面成型的不足，考虑到露天矿山边坡时常受到爆破破岩振动等动态荷载影响的特点，结合BP神经网络，提出了既考虑坡面成型标准又顾及爆破振动对边坡影响的矿山预裂效果预测方法。将单孔装药量、平均孔深、孔距、振动速度峰值（水平、垂直）、振动主频（水平、垂直）、爆心距等参数作为神经网络输入参数，将预裂坡面的平均振动速度、半孔率、不平整度、裂隙系数等参数作为神经网络输出参数。基于24次临近边坡的爆破技术数据建立了矿山预裂爆破效果的BP神经网络预测模型。3次现场爆破预测试验表明：通过神经网络内部的自组织结构，将岩石性质、工程地质条件等与控制预裂爆破效果有关的因素进行简化，可将平均振动速度的预测相对误差控制在7%左右，将半孔率、不平整度、裂隙系数的预测相对误差控制在3%左右，对于提高爆破预裂效果的预测精度有一定的参考价值。     

乌努格吐山铜钼矿预裂爆破孔钻孔工艺研究

 摘要：为了保证边坡的稳定,在最终边坡需要开展预裂爆破。预裂爆破的成功很大程度取决于预裂孔的钻孔质量。基于预裂孔质量对于爆破成功的重要性,文章提出了一种预裂孔的钻孔方法。试验结果表明该方法可以严格控制预裂孔方位角和倾角误差在1°以内,应用于预裂爆破施工,取得了很好的爆破效果。     

预裂爆破技术在大型露天矿山的应用

简要论述了预裂爆破技术的爆破成缝原理和在工程建设中的应用情况,并以露天矿山为例,阐述了预裂爆破技术在保护边坡稳定中的作用,同时文章对预裂爆破施工过程中常遇到的有代表性的问题进行了论述,并提出了相应的解决办法,希望对类似施工起到指导和借鉴作用。     

路堑边坡爆破开挖方法的探讨

从路基施工规范出发，以满足铁路、公路路堑边坡施工质量要求为基础，最大限度地减少采用光面爆破法所增的工程量，针对一般路基施工条件给出了边坡开挖的实用爆破方法和技术参数，并从技术、施工等方面分析了采用实用光面和实用预裂爆破法的可行性、必要性和合理性。     

采场轮廓预裂爆破成缝数值模拟及应用

结合山东新城金矿矿岩的物理力学性质和凿岩爆破参数, 运用非线性有限元软件LS-DYNA建立了16组预裂爆破成缝模型, 模拟了预裂爆破成缝的整个过程。选取五组预裂成缝效果较好的模拟参数, 运用Lsopt软件拟合出试验采场关于孔径和孔间距的预裂孔线装药密度公式, 并根据此公式在该矿试验采场结合生产进行预裂爆破试验。爆破后的采场两帮平整光滑, 预裂炮孔清晰可见, 验证了通过预裂成缝控制采场轮廓的可行性和有效性。该研究为其它矿山对采场轮廓的控制提供了一条新途径, 具有广阔的推广应用前景。     

预裂爆破成缝机理的数值模拟研究

为了进一步验证数值模拟技术在预裂爆破工程中的实用性,以云南省布沼坝矿西帮边坡为例,通过ANSYS/LS-DYNA软件对不同爆破参数条件下的预裂缝形成过程进行模拟。研究结果表明,预裂缝裂隙是先从孔壁开始形成并向中点发展,而不是应力波干涉理论认为的裂缝首先从中点产生,并向两孔发展。同时将数值模拟计算中得到的预裂缝效果较好的几组爆破参数分别应用于现场试验中,预裂爆破效果明显。可见,数值模拟技术的恰当运用,将为预裂爆破理论研究和参数的合理确定提供一条有效途径,也为爆破方案优化提供可行性依据。