戴峪岭隧道Ⅱ级围岩光面爆破技术探讨

结合工程实际介绍了戴峪岭隧道掘进在采用光面爆破技术过程中,通过分析优化周边眼间距、最小抵抗线、炮眼密集系数、不耦合系数、装药集中度q、装药结构及起爆方式等爆破参数,得出了适合本隧道围岩的掏槽方式和钻爆参数.通过采用新的爆破参数,取得了光爆后的岩石表面按设计轮廓线成型、表面较平顺、超欠挖很小的理想效果.     

邻桩爆破引发桩砼裂隙分析及防止措施

文章根据邻桩周边眼爆破应力波入射砼和叠加原理，计算了砼应力场的最大值，获得不同桩径、围岩性质、不耦合系数、砼龄期和不同单响药量条件下，产生素砼爆生裂隙的桩间距。     

聚能管爆破参数对周边爆破效果的影响

在巷道施工过程中，周边爆破是非常重要的环节，使用聚能管爆破来提升周边爆破的效果是一种常见的方式。但是聚能管爆破的诸多参数设置不合理，仍然会使得周边爆破的定向破坏效果不明显，轮廓线受破坏较大，炮孔留存度低和超欠挖的现象。为了进一步提高爆破损伤的方向性，改善爆破质量，需要对聚能爆破的参数进行优化，达到更好的施工效果。使用ANSYS/LSDYNA进行数值模拟实验，从炸药-聚能管耦合性与不同的应力波相遇位置这两个方面进行研究，寻找相对应的合理爆破参数。对数值模拟结果进行分析，当炸药与聚能管之间的不耦合系数为1.12时可以在保护围岩岩体与定向破坏之间取得平衡。改变相邻两组炸药的起爆位置，使得同一水平面上的爆炸引力波相遇位置偏移至两炮孔之间3/4的位置时，轮廓线的完整程度得到了较大程度的提高。通过这一系列结果可以得出在聚能管与药卷之间采用不耦合结构，根据聚能管大小采用合适的药卷，并通过改变炸药的起爆位置使得炮孔之间的应力波相遇的位置发生改变，可以较大幅度地降低对留存岩体的损害。对这两个研究较少的参数进行优化，从更广的角度对爆破效果进行提高，使隧道巷道工程获得更好的轮廓线效果与炮孔完整度，降低超欠挖...     

空气间隔装药技术周边孔间距对爆破效果的研究

隧道掘进中,控制围岩的超欠挖,即控制光面爆破效果是决定隧道掘进成败的主要考量指标.隧道掘进控制光面爆破效果的参数有周边孔间距、装药量、装药结构等,其中周边孔间距是保证光面爆破质量的最重要参数.通过理论分析LS-DYNA数值模拟平台,建立空气间隔装药双孔爆破模型,计算了周边孔间距在30 cm、40 cm、50 cm和60...     

光面爆破不耦合装药参数优化的试验研究

为了解决隧道工程中的超、欠挖问题,进行了一系列的爆破参数优化试验,采用固、水、气三相不耦合装药结构,将隧道半孔残留率从优化前的50%～60%提高到优化后的90%以上,有效地提高了围岩的稳定性,比传统的耦合装药和轴向空气不耦合装药技术爆破增效作用明显。同时给出了掏槽孔最佳的装药结构:固、水、气轴向不耦合系数在1.5～2.33之间,周边孔采用空气介质,偏心不耦合系数为2。可为类似工程提供经验借鉴。     

光面爆破不耦合装药参数优化的试验研究

为了解决隧道工程中的超、欠挖问题,进行了一系列的爆破参数优化试验,采用固、水、气三相不耦合装药结构,将隧道半孔残留率从优化前的50%～60%提高到优化后的90%以上,有效地提高了围岩的稳定性,比传统的耦合装药和轴向空气不耦合装药技术爆破增效作用明显。同时给出了掏槽孔最佳的装药结构:固、水、气轴向不耦合系数在1.5～2.33之间,周边孔采用空气介质,偏心不耦合系数为2。可为类似工程提供经验借鉴。     

边帮控制爆破裂纹扩展模拟及参数优化

在大直径深孔边帮控制爆破过程中,为降低爆破后冲破坏作用、提高边帮控制效果以及破岩效果,在采用逐孔延时起爆的前提下,需要选取合理的爆破参数。采用ANSYS/LS-DYNA对不同径向不耦合系数的单孔爆破方案进行数值模拟研究,其中炮孔直径为165 mm,抵抗线为2.0 m,通过统计分析裂纹体积发现,不耦合系数为1.65时爆破效果最好,保护区爆生裂纹体积少(0.017 m~3),开挖区爆生裂纹体积较多(0.085 m~3),炸药破岩(开挖区)的能量利用率最高。基于1.65的径向不耦合系数,对不同边孔间距的双孔爆破方案进行模拟分析,综合考虑原自由面、先爆孔提供的新自由面以及后爆孔破损等因素,从边帮控制效果、开挖区破岩效果的角度对不同方案进行探究分析,发现边孔间距为2.0 m、2.5 m时,孔间能够形成良好的贯穿裂隙且破岩效果好。结合数值模拟分析结果在现场做了部分试验,得出不耦合系数为1.65、边孔间距为2.0 m时边帮平整且爆后临空面炮孔完整性好。     

径向不耦合装药爆破效果的数值研究

为了研究径向不耦合条件下爆破效果的影响因素,利用AUTODYN-2D对比不耦合系数、不耦合介质、炸药种类对爆破效果的影响规律。结果表明,与耦合装药相比,径向不耦合装药条件下炮孔压力明显降低。对比水介质和空气介质下的爆破效果可知,水介质不耦合条件下,炸药爆炸能量的传递效率更高。炮孔压力与炸药种类密切相关,TNT产生的炮孔压力最大,但作用时间较短,而ANFO和乳化炸药的作用时间较长。     

径向不耦合装药爆破效果的数值研究

为了研究径向不耦合条件下爆破效果的影响因素,利用AUTODYN-2D对比不耦合系数、不耦合介质、炸药种类对爆破效果的影响规律。结果表明,与耦合装药相比,径向不耦合装药条件下炮孔压力明显降低。对比水介质和空气介质下的爆破效果可知,水介质不耦合条件下,炸药爆炸能量的传递效率更高。炮孔压力与炸药种类密切相关,TNT产生的炮孔压力最大,但作用时间较短,而ANFO和乳化炸药的作用时间较长。     

深埋硬岩中光面爆破设计优化及经验公式

光面爆破技术是隧道工程中广泛使用的施工技术。将光面爆破简化为平面应变问题,推导了光面爆破炮孔间距、最小抵抗线、不耦合装药系数和线装药密度等参数的计算公式;采用具有特定内插角度的炮孔代替传统的垂直钻孔,推导了内插孔的控制角度,优化了斜眼掏槽光面爆破技术。利用改进的斜眼掏槽光面爆破技术进行了现场试验与施工实践,结果表明:改进方案可以有效提高周边孔的炮孔利用率和光面爆破效果。对5000 mm跨、5500 mm跨、6000 mm跨三种典型断面洞室,对炮孔优化方案进行了现场试验,取得了炮孔装药量、岩体抗压强度、炮孔间距、最小抵抗线等特征参数的现场数据,并对试验数据进行拟合,得到了经验公式,该公式对硬岩中光面爆破参数选择具有参考价值。     

钻爆法施工中单孔爆破的精细化数值模拟

针对钻爆法施工中常见的炮孔装药结构和围岩条件,建立相应的数值模型,对单孔爆破进行流固耦合的精细化数值模拟。以轴向不耦合系数K_L=1.64的炮孔为例,设其粉碎区和破裂区的形成时间约为100μs和500μs,半径分别为炮孔半径的3.9倍和35倍。当炮孔有效半径(近似粉碎区与破裂区交界处)上径向压力时程的峰值达到296 MPa时,沿着径向呈指数型衰减,其衰减系数α约为-0.87。进一步地,对其余4种不同轴向不耦合系数的炮孔,也展开类似的精细化数值模拟。认为有效半径R_(eq)上的径向压力峰值p_(eq)随不耦合系数K_L的增大呈指数型衰减,并提出了相应的半理论半经验公式。研究结果为进一步确定等效爆破荷载提供了重要依据。     

钻爆法施工中单孔爆破的精细化数值模拟

针对钻爆法施工中常见的炮孔装药结构和围岩条件,建立相应的数值模型,对单孔爆破进行流固耦合的精细化数值模拟。以轴向不耦合系数K_L=1.64的炮孔为例,设其粉碎区和破裂区的形成时间约为100μs和500μs,半径分别为炮孔半径的3.9倍和35倍。当炮孔有效半径(近似粉碎区与破裂区交界处)上径向压力时程的峰值达到296 MPa时,沿着径向呈指数型衰减,其衰减系数α约为-0.87。进一步地,对其余4种不同轴向不耦合系数的炮孔,也展开类似的精细化数值模拟。认为有效半径R_(eq)上的径向压力峰值p_(eq)随不耦合系数K_L的增大呈指数型衰减,并提出了相应的半理论半经验公式。研究结果为进一步确定等效爆破荷载提供了重要依据。     

空气与水介质不耦合装药爆破数值模拟

不耦合装药爆破技术是预裂爆破和光面爆破的主要技术措施,是形成光滑岩壁,保护开挖面的主要手段。利用LS-DYNA建立了三维单孔不耦合装药爆破模型,并进行数值模拟,再现了不耦合装药爆破的应力发展过程,得出了爆破应力云图、应力和位移时程曲线图;分析了不耦合系数为2、3、4时,空气和水不耦合装药爆破孔壁应力及对孔壁破坏情况,得出了孔壁应力与不耦合系数的函数关系,并比较了水和空气对应力的衰减速度差异。从而为预裂爆破和光面爆破参数计算提供理论依据。     

张庄铁矿高阶段边帮光面爆破试验与应用

张庄铁矿一直采用大直径深孔爆破进行矿石崩落回采,新中段增加至90 m高后,为了有效控制爆破对高边帮完整性的影响,结合本矿山工程特性,通过分析现有控制爆破技术的适用性,引入光面爆破技术,定型孔径、装药直径、炮孔间距等爆破参数后,按不同线装药密度进行爆破工业试验。整个采场爆破后利用空区扫描技术对空区边界形状进行绘制,由此分析各组爆破试验实际效果,并确定了适合张庄铁矿高阶段边帮的主要光面爆破参数为:孔径165 mm、装药直径70 mm、不耦合系数2.36、线装药密度2 kg/m,该技术已在张庄铁矿其他采场广泛应用。     

立井冻土钻爆法施工爆破参数初探

引用岩石爆破理论,结合冻土爆破破坏特征,探讨了立井冻土钻爆法施工掏槽参数和光爆参数的设计计算方法．在此基础上,以冻结砂土为原型进行掏槽爆破和光面爆破模型试验．结果表明,当孔深Lb＝1．0～1．5m时,较为合理的掏槽爆破参数为：单位耗药量q＝1．8～2．4kg／m3,槽孔布置圈径D＝1．0～1．2m,孔距b＝500～700mm;较为合理的光面爆破参数为：炮孔间距b＝500～700mm,炮孔密集系数m＝0．8～1．2,径向空气间隙或轴向空气垫层不偶合装药结构．