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。     

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。     

光面预裂爆破成缝机理的探讨

本文在分析了预应力具有控制裂纹定点定向生成及降低材料强度作用的基础上,提出了先爆孔产生的预应力与后爆孔的爆炸作用拉应力叠加而造成在炮孔壁沿断裂面方向上,首先形成初始裂纹,而后由爆生气体的“气刃效应”使裂纹扩展,最终贯通形成断裂面的成缝机理。     

预裂爆破成缝机理与参数设计

讨论了预裂爆破的应用现状及存在的问题。重点对预裂爆破成缝机理、预裂孔的破坏开态及预裂爆破的有关参数设计作了分析。     

从耦合现象再看预裂爆破成缝机理

预裂爆破成缝机理中,不耦合性及不耦合系数的控制,一直占据着重要的地位,起初人们正是通过不耦合现象,可以控制爆破成缝,并保护建基面,才逐渐形成预裂爆破理论。在近几年的预裂爆破施工中,发现耦合时,同样可以成缝。仅就此现象提出一些粗浅看法。     

预裂爆破成缝及参数计算原理

预裂爆破起爆在一定时差范围内,先爆孔在邻爆孔产生的预应力作用能够控制定点定向初始裂纹的生成。把被爆介质看成是连续和间断的统一体,运用爆炸力学和断裂力学理论来研究预裂爆破成缝原理,推导出预裂爆破主要参数的计算公式。     

坚硬顶板预裂爆破的数值模拟研究

为确定磁窑沟矿10~(-2)煤层坚硬顶板弱化方案,运用LS-DYNA动力分析软件分别建立岩体多孔爆破模型、含自由面岩体爆破模型,分析了多孔爆破的破坏区域和爆破在自由面附近的有效应力变化规律,认为多孔爆破产生的应力波在相邻两孔中间叠加,引起应力剧增,使岩体破坏,能增加岩体破坏范围;爆破钻孔距自由面垂直距离5m时,应力波在自由面附近反射叠加,但不会导致岩体破坏。根据数值模拟结果,确定了合理的爆破参数,提出了坚硬顶板的预裂爆破弱化方案。     

基于数值模拟的预裂爆破参数优化研究

为了解决预裂爆破中预裂效果难以保证,爆破参数难以选取的问题,采用数值模拟技术对不耦合系数、孔间距等参数进行模拟分析。首先选取了RHT模型作为岩石材料模型,该模型能够较好地描述岩石在爆炸荷载下的拉伸和压缩力学响应行为。进而设计多个方案分别对不耦合系数和孔间距进行模拟,并分析其结果。模拟结果表明:不耦合系数越大,围岩受到的损伤破坏越小,而孔间距则对爆破损伤范围基本没有影响,但是其取值越大则不能形成有效的预裂缝,本次模拟确定最佳的爆破参数为不耦合系数k=3.5,孔间距L=700mm,为实际工程中预裂爆破中参数的确定提供了参考依据。     

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...     

坚硬顶煤预裂爆破弱化的数值模拟分析

铜川焦坪矿区4-2#煤层坚硬顶煤垮落破碎难题是严重影响矿井生产效益的"瓶颈"。在探讨爆破工艺参数的基础上,利用数值模拟技术分析不同炮孔间距对该矿坚硬顶煤预裂爆破的影响并得出合理的炮孔布置间距,为顶煤预裂爆破弱化方案的设计提供了理论依据。     

深孔预裂控制爆破增透数值模拟研究

通过建立深孔预裂控制爆破力学模型,运用ANSYS软件对深孔预裂控制爆破进行数值模拟,分析模拟所得的图表,总结了深孔预裂控制爆破增透效果规律,可为矿山安全生产提供一些理论依据。     

浅析高台阶深孔预裂爆破数值模拟

建立3种台阶模型,分别为台阶高12m、18m和24m,建立爆破实体模型,通过炮孔中心线剖面Mises等效应力云图,显示炸药爆破时岩石介质中应力变化过程,得出18m和24m台阶爆破的可行性。     

边坡预裂爆破机理的探讨

通过对兰尖铁矿兰山采场东帮边坡的控制试验结果分析，提出了露天国坡预裂爆破存在预裂成缝无补偿空间，周边爆体没有爆离和松动且存在“爆破盲区”、预裂爆破自身拔动破坏大等不足。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

某边坡不同孔间距预裂爆破数值模拟试验研究

某边坡控制爆破采用预裂爆破,为研究不同孔间距预裂爆破装药对边坡爆破开挖效果的影响,通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟和现场试验相结合的研究方法,对不同孔间距工况下的预裂爆破进行数值模拟,并与现场试验进行对比分析,得出采用100mm孔径、不耦合系数为3.13、孔间距为1.0m时,爆破效果最佳,爆破孔间距越大,预缝隙越不明显。     

爆破参数对煤层深孔预裂爆破裂隙扩展的数值模拟研究

基于ANSYS有限元模拟软件,通过定义煤体爆破的裂隙扩展模型,建立深孔预裂爆破影响范围物理模型,计算不耦合系数、控制抽采孔等爆破参数条件下爆破裂隙的扩展形态。     

饰面石材预裂爆破机理探讨

用爆破方法开采饰面石材,要求爆下的荒料和原矿体均不产生破坏。这是普通爆破法所不能实现的。在国外预裂爆破开采饰面石材应用广泛而成功。目前我国采用预裂爆破技术来开采饰面石材的矿山不多,对预裂爆破成缝机理研究不深,本文着重对饰面石材预裂爆破的破岩机理进行初步探讨,目的在于推动该项爆破技术的应用,以改变我国饰面石材爆破技术的落后状态。一、预裂爆破的破岩机理饰面石材预裂爆破是沿预定的切割面钻一排较密的炮孔(孔距一般为30～40厘米,孔径一般为20～40毫米),用低威力、低爆     

某地下矿山预裂爆破参数设计及数值模拟

某矿使用有底柱深孔崩落法回采矿体,为提高生产效率,采用一次凿岩、多次爆破的施工方式。拟采用预裂爆破来降低前排面炮孔爆破对预留炮孔的影响。通过预裂爆破设计,计算出两种预裂孔布置方式。基于Ansys/ls-dyna数值模拟软件对所设计的方案进行数值模拟,从应力波、预裂成缝及对预留孔的影响,最终选定孔径71 mm,孔距850mm,不耦合系数为3的预裂爆破参数。     

预裂爆破

本文介绍了予裂爆破技术在露天矿边坡工程上以及水下工程中的应用情况和经验,分析了予裂爆破的主要参数,提出了钻孔间距、线装药密度这两项参数的计算公式。最后介绍了评价予裂爆破效果的观测方法。指出:裂缝宽度、不平整度、孔痕保留状况、破坏范围和减震效果等可做为评价效果的判据。     

BHPO预裂爆破机理研究及工程试验

通过分析岩石爆破机理及工程实验提出大炮孔预裂导向的爆破方法,即BHPO预裂爆破方法。方法是集露天大孔径深孔预裂爆破及普通预裂爆破优点的新型预裂爆破模式,是目前预裂爆破改进完善的新技术。BHPO预裂爆破方法是建立在现代力学的基础之上,可以更好的达到保护边坡的目的。