基于深度神经网络的露天矿岩石爆破效果预测

装载和运输成本占到露天矿运营总成本的50%以上,而爆破后岩石破碎程度直接影响到露天矿装载和运输成本。为了得到爆破参数和岩石破碎度之间的关系,收集了平朔东露天矿爆破参数和岩石破碎度数据,使用图像识别技术大规模收集分析爆破后岩块粒径分布,基于深度神经网络研究分析爆破参数和岩石破碎度之间的关系,建立了适用于东露天矿的爆破参数和破碎度的预测模型,并对爆破参数做敏感性分析,确立了炸药单耗和孔距是主要影响因素,并分别建立了炸药单耗和孔距与岩石破碎度之间的变化关系。研究结果可以指导矿山确定合理的穿孔和爆破参数以得到最佳的岩石破碎度,从而减少露天矿运营总成本。     

基于深度神经网络的露天矿岩石爆破效果预测

装载和运输成本占到露天矿运营总成本的50%以上,而爆破后岩石破碎程度直接影响到露天矿装载和运输成本。为了得到爆破参数和岩石破碎度之间的关系,收集了平朔东露天矿爆破参数和岩石破碎度数据,使用图像识别技术大规模收集分析爆破后岩块粒径分布,基于深度神经网络研究分析爆破参数和岩石破碎度之间的关系,建立了适用于东露天矿的爆破参数和破碎度的预测模型,并对爆破参数做敏感性分析,确立了炸药单耗和孔距是主要影响因素,并分别建立了炸药单耗和孔距与岩石破碎度之间的变化关系。研究结果可以指导矿山确定合理的穿孔和爆破参数以得到最佳的岩石破碎度,从而减少露天矿运营总成本。     

爆破块度分布与控制的模拟试验研究

岩石爆破块度除了受岩石和炸药性质影响外,还受到装药结构、爆破参数和爆破技术等的影响。在实际的爆破工程中,为了不同的爆破目的,需要采取不同的爆破方法和参数。采用砼和天然岩石试样,通过改变不偶合系数、炸药单耗、爆破参数和填塞条件等参数进行模拟爆破实验,对爆破后的块度进行筛分统计分析,以优化爆破参数和实现对爆破块度的控制和预测。     

裂隙矿岩破碎块度的研究

用三轴ＳＨＰＢ高速冲击试验机对含有４种裂隙类型的石英磁铁矿进行高速冲击试验。用筛分法确定冲击试验后矿岩破碎块度组成，分析裂隙对矿岩破碎的影响，建立了高应变率下岩石破碎块度的分布规律。     

冲击荷载作用下岩石破碎分形特征

为探究冲击荷载作用下岩石破碎分形特征,选取花岗岩和砂岩开展分离式霍普金森压杆(SHPB)岩石动力学试验,得到了不同应变率下岩石的应力-应变曲线、破碎特性、强度参数和能量参数;利用标准筛对破碎后的岩块进行筛分,获取了岩石破碎块度分布曲线,并基于碎块粒径分布的质量分形模型计算出分形维数D;最后分析了分形维数与加载参数、破碎特性和耗能特性之间的关系。结果表明,岩石在冲击荷载作用下的破碎块度分布符合分形规律;动态抗压强度随应变率增大而增大,两者满足乘幂函数关系;加载过程中岩石应变率越大,岩石破碎程度越深,分形维数越大;分形维数与岩石破碎耗能密度之间满足乘幂函数关系。采用分形维数可实现对岩石在冲击荷载作用下的破碎特性、力学特性和破碎耗能特性的定量研究。     

基于分形理论的岩石冲击破坏分形分析

利用大直径分离式霍普金森压杆试验系统,对绢云母石英片岩和砂岩进行冲击压缩试验, 采用不同等级标准筛对岩石冲击破碎后试块进行筛分统计,运用分形几何理论,计算出冲击荷载作用下两种岩石破碎块度分布的分形维数,研究冲击速度对块度分维影响,分析两种岩石动态抗压强度随块度分维的变化关系。试验结果表明,绢云母石英片岩块度分维大部分集中在1.9~2.4之间,砂岩集中在2.5~3.0之间;两种岩石分形维数随冲击速度的升高呈上升趋势,近似线性正比关系;绢云母石英片岩动态抗压强度与块度分维无明显函数关系,砂岩动态抗压强度随块度分维的增大呈增加趋势。采用分形维数对岩石试件在冲击破碎过程中动态抗压强度的变化进行定量描述,为探索岩石动态破碎分形特征与冲击力学性能之间的内在规律,开辟新的研究途径。     

台阶爆破抵抗线对块度影响试验研究

介绍了不同抵抗线的单孔、单排孔爆破试验,采用摄影法分析爆堆块度的组成。试验块度分布符合R-R(Rosin-Rammler)分布模型,使用线性回归求出特征块度x0和均匀指数n。通过对分布参数的分析,揭示了一定地质条件下深孔台阶爆破抵抗线对破碎块度的影响规律,并对其应用进行了探讨。     

延时时间对露天深孔爆破破碎效果的影响研究

为探索孔间延时对露天深孔爆破岩体破碎效果的影响规律,采用ANSYS/LS-DYNA模拟了排间延时为50 ms,孔间延时分别为16、19、22、25、28 ms时,不利破碎区域的等效应力情况。得出排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,不利破碎区域的最大等效应力平均值达到最大,可取得良好的爆破效果。然后通过现场试验,获得爆堆岩石块度尺寸分布、最大块度尺寸和大块率。结果表明:孔间延时对爆破后的岩石破碎效果有着重要的影响,当排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,爆破后的岩石最大块度尺寸和大块率均达到最低,岩石的破碎效果较好,与数值模拟结果相符,研究结果可为类似的矿山生产提供借鉴指导作用。     

延时时间对露天深孔爆破破碎效果的影响研究

为探索孔间延时对露天深孔爆破岩体破碎效果的影响规律,采用ANSYS/LS-DYNA模拟了排间延时为50 ms,孔间延时分别为16、19、22、25、28 ms时,不利破碎区域的等效应力情况。得出排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,不利破碎区域的最大等效应力平均值达到最大,可取得良好的爆破效果。然后通过现场试验,获得爆堆岩石块度尺寸分布、最大块度尺寸和大块率。结果表明:孔间延时对爆破后的岩石破碎效果有着重要的影响,当排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,爆破后的岩石最大块度尺寸和大块率均达到最低,岩石的破碎效果较好,与数值模拟结果相符,研究结果可为类似的矿山生产提供借鉴指导作用。     

爆破漏斗形成过程数值模拟的几个关键问题

合理准确地再现爆破漏斗的形成过程对爆破模拟及工程设计具有重要意义。通过设置人工节理,将模型进行预先离散,在离散元程序3DEC中实现了半无限介质中爆破模拟,包括从炮孔扩张、裂隙发展、岩块飞散到爆堆成型的全过程。讨论了爆炸荷载简化、施加方式和离散方法等对岩石爆破破碎、抛掷及爆堆形成过程的影响。其中对人工节理的倾角和分布进行了重点研究,通过优化人工节理方向,使得模拟结果更符合实际。将爆破块度与岩体离散化结合,提出考虑爆破块度的3DEC人工离散方法,提高了模拟结果的精度。采用该模型与现场试验进行比较,模拟得到的漏斗底半径及深度与试验结果相符。并且该模型大幅度提高计算速度和计算稳定性,可广泛应用于生产实践中,为爆破设计提供参考。     

露天矿边坡大孔径预裂爆破研究与实践

在总结国内类似矿山边坡预裂爆破成功经验的基础上,对预裂爆破炮孔直径、孔距、线装药密度3个参数之间的关系进行了统计分析,针对某铁矿提出了两种炮孔直径条件下混合岩和片麻岩的预裂爆破技术参数,并在该铁矿边坡控制爆破中进行了试验应用,半孔率达90%以上,对于维护边坡岩体稳定具有重要意义。     

王快水库堆石爆破块度分布预报系统研究

王快水库堆石填筑工程堆石采用溢洪道开挖石料,溢洪道爆破开挖工程应用Kuz-Ram模型,并利用生产性爆破试验修正Kuz-Ram模型,建立了堆石爆破块度分布预报系统。此系统能经济、合理地制定爆破方案,确定爆破参数,控制堆石的块度,及时预报爆破块度分布情况,在王快水库工程25次大型爆破中取得了很好的应用效果。     

王快水库堆石爆破块度分布预报系统研究

王快水库堆石填筑工程堆石采用溢洪道开挖石料,溢洪道爆破开挖工程应用Kuz-Ram模型,并利用生产性爆破试验修正Kuz-Ram模型,建立了堆石爆破块度分布预报系统。此系统能经济、合理地制定爆破方案,确定爆破参数,控制堆石的块度,及时预报爆破块度分布情况,在王快水库工程25次大型爆破中取得了很好的应用效果。     

大规模采石工程爆破施工技术

某大型采石工程山体岩石风化,岩性不均,为保证开采石料符合块度级配要求,确保坚硬岩石爆破块度小且粉矿率低,经现场实验,针对不同岩性岩石和不同要求的料石,分别采用不同的孔网参数、装药结构、炸药单耗并减少一次起爆排数等措施,工程效果良好.     

光面与预裂爆破对隧道围岩损伤的试验研究

为了研究光面与预裂爆破在隧道开挖中对围岩的影响,利用爆破振动监测、谱分析及声波检测技术,并结合现场试验与数据拟合,对比分析了这两种爆破方法对围岩影响的大小。结果表明:预裂爆破在隧道内虽然存在减振作用,但成缝对于围岩的损伤要大于光面爆破。所提出的测试方法和检测项目科学可靠,可为实际工程确定爆破方法和爆破参数提供科学依据。     

80m高钢筋混凝土烟囱定向爆破倾倒可靠性校核

采用梯形爆破切口的定向爆破成功地拆除了一座 80m高的钢筋混凝土烟囱。按照烟囱的结构和实际受力状态 ,根据同类工程的经验 ,设计了爆破切口的参数 ,并验证了烟囱倾倒的可靠性。同时 ,介绍了切口的钻孔爆破参数以及防飞石和飞溅物的措施。此外 ,对爆破震动和触地震动的安全性进行了校核。     

岩体中传爆点振效应破岩机理探讨

岩体爆破机理研究工作开展的十分艰难,现有的主要理论均不能全面彻底地解释岩体爆破中的现象、描述岩体的破碎过程。而几乎所有的理论都是从岩体出发来展开研究,忽略了对炸药作用的研究。总结前人在岩体爆破破碎机理研究上的学说、论断、论点,结合爆破实践,以炸药作用为出发点,提出传爆点振效应破岩机理,且按照作用源划为三类破岩模式。并尝试用该理论来解释岩体爆破中的各种现象,更加有效、充分、客观地揭示岩体爆破破碎机理的物理实质。     

A new theory of rock-explosive matching based on reasonable control of the crushed zone

Rational rock-explosive matching is of great importance to enhancing explosive energy effective utilization and improving rock fragmentation effect. The traditionally emphasized method of acoustic impedance matching is not rational. Based on blasting breakage mechanism, a new theory of rock-explosive matching in drilling and blasting is proposed. The new approach chooses explosive parameters by rational control of the size of crushed zone under the condition of fully fragmentation between adjacent balstholes. This method can directly reflect the blasting fragmentation effect and energy effective utilization, which is easy to implement. Also, a modified model is developed, with combination of adjacent blastholes explosion load taken into account. As a result, explosive parameters of different grades of rock are given in full coupling on-site mixed explosive charge for different project objectives.