煤体爆破漏斗的试验研究

通过相似材料配比试验得到煤体相似材料及4组配比关系,根据配比制作煤体模型进行爆破漏斗试验。对爆破漏斗半径、可见爆后漏斗深度和爆破体积爆破漏斗参数等试验数据进行分析,得到了相同药量和埋深下,一般煤体(第Ⅱ组)较岩体(第Ⅰ组)容易爆破、不同药量和埋深下煤体爆破漏斗特性曲线及其关系式,1—4组爆破最佳埋深分别为0.092、0.096、0.094和0.100m。试验结果可为煤体爆破作用研究和煤体中爆破参数合理选择提供参考。     

爆炸应力波作用下岩石破坏数值分析

为了研究爆炸应力波对岩石的破坏机理,以柱状装药条件下,现场爆破测试、动光弹和动云纹实验为基础,通过理论分析,提出了爆破漏斗半径的计算公式,并通过应用ANSYS/LS_DYNA数值模拟软件模拟柱状装药条件下爆破过程,对提出的理论进行验证,模拟得出,在相同的装药形式,不同的岩石动态抗拉强度条件下,岩石爆破漏斗半径数值模拟值与提出的理论计算值误差在10%以内;同一种岩石,在不同的装药长度条件下,岩石爆破漏斗半径数值模拟值与提出的理论计算值误差也在10%以内。     

敞口条形洞室爆破洞外爆炸产物和破碎岩石运动特性的研究

本文基于系列大型爆破试验的高速摄影观测资料,对敞口条形洞室爆破的洞外爆炸产物和破碎岩石的运动作出了定性和定量的描述。文中将其运动过程分解为洞口喷流、第二喷流和鼓包运动三个运动体系,给出了直观的几何图象和物理图象;同时用回归方程分别表达了这三个体系的运动特性。     

对松动漏斗爆破的几点意见

<正> 一、前言在水平自由面近处起爆一定量炸药包,爆后将形成爆破漏斗。按照被爆岩石破碎后的抛掷情况,爆破漏斗一般分为抛掷爆破漏斗和松动爆破漏斗,前者破碎岩石大部抛出漏斗坑之外,部分回落坑内;后者破碎岩石基本留在漏斗坑内,没有或极少抛出坑外,原地松动的碎石在自由面上一般均有鼓包形成。在一个自由面条件下,爆后能形成爆破漏斗的爆破一般称为“漏斗爆破”,它是相对于两个自由面条件下进行的台阶爆破而言的。对松动爆破漏斗的研究,不仅是爆破机     

单自由面爆破柱状药包最佳埋深优化研究

药包埋深是影响单自由面爆破效果的重要因素之一。针对长山壕金矿露天的掘沟工程,采用ANSYS/LSDYNA构建了不同埋深下单自由面柱状药包爆破的数值模型,并结合现场试验,开展了单自由面爆破柱状药包最佳埋深的研究。结果表明:炸药爆炸后,岩体中会产生应力波扩张并形成爆破漏斗;在自由面附近,随着到埋深的增大,单元的应力峰值衰减速率减慢,漏斗半径减小速率逐渐加快;在阶段底部,随着埋深的增大,单元的应力峰值的衰减速率增大,岩石破坏半径总体呈增大趋势。综合分析,得到该矿山药包最佳埋深为5.3m,并在现场试验中得到了验证。     

基于ALE算法的单孔台阶爆破数值模拟研究

岩石在炸药爆炸荷载作用下,其瞬态破坏过程难以用现有的技术进行有效的监测。为研究在台阶爆破中岩石的破碎及抛掷过程,采用LS-DYNA建立单孔台阶爆破三维数值计算模型,通过ALE算法并结合流固耦合定义岩石和炸药的接触,模拟炸药在炮孔内爆炸的全过程。分析了炮孔内炸药的爆轰过程及其压力极值分布、岩石裂纹的形成和拓展的宏观现象、岩石的块度分布及其抛掷过程。模拟计算结果显示,炮孔粉碎区半径为装药半径的3.9倍,坡面破碎岩石的最大抛掷速度为73.8m/s。采用ALE法模拟单孔台阶爆破,其爆破效果与现有工程实际相吻合,可以为工程爆破参数的设计和优化提供参考。     

地下矿山深孔崩矿爆破漏斗试验研究

为配合某矿山的深孔采矿试验, 在与试采采场岩性相似的巷道内布置了12个单孔、4个变孔进行爆破漏斗试验。对现场应用的乳化炸药爆破漏斗特性曲线、爆破漏斗体积与炸药埋深关系、漏斗半径与炸药埋深关系、爆破漏斗的最佳埋深与临界埋深、爆堆块度等进行了分析研究。试验得出最佳埋深为1.09 m, 临界埋深为1.65 m, 最佳漏斗半径为0.79 m, 最佳漏斗体积为0.37 m³, 孔间距为最佳爆破漏斗半径的1.9倍, 块度平均合格率为58.4%。试验表明, 爆破漏斗试验在深孔爆破实践中具有重要指导作用。     

基于爆破漏斗试验的大直径深孔爆破参数研究

为给紫金山地下采场设计更合理、更优化的大直径深孔爆破参数,以利文斯顿爆破漏斗理论为指导,选取与采场岩石特性相近的水平巷道进行单孔、变孔距、斜面台阶爆破漏斗试验,得到以下结论:爆破试验的最佳埋深为0.72m,漏斗半径为0.682m,炸药单耗为0.595kg/m~3,最小抵抗线为0.93m。同时利用爆破相似定理,得出紫金山地下采场不同间隔装药的深孔爆破参数,并将其结合优化后的爆破网络与装药结构应用于矿山现场。结果表明,大块率降低了3个百分点,爆破成本下降9.14%,爆破效果得到明显改善。     

爆破漏斗成形规律数值模拟及试验研究

近年来,高地应力问题已经成为深部采矿作业中的主要问题,尤其深部高应力与岩石爆破等关系密切。以某地下铜矿为研究对象,基于浅部岩石爆破理论研究深部地应力岩石爆破规律,通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对比分析条形药包和集中药包爆破漏斗成形规律及爆破漏斗体积与装药深度的关系,得出在装药深度逐渐增加的条件下,同等装药情况条形药包爆破漏斗体积增大幅度较集中药包大,且集中药包爆破漏斗体积比例系数达到最大值1.67时装药深度小于条形药包爆破漏斗体积比例系数最大值2.57时装药深度。通过在北采区水平巷道开展条形药包爆破漏斗现场试验,结果符合利文斯顿爆破漏斗理论,所得实际最佳装药深度0.9 m与模拟结果最佳装药深度1.2 m在误差允许范围内基本一致,表明采用ANSYS/LS-DYNA进行爆破漏斗模拟可对现场试验参数进行指导优化,同时,研究爆破漏斗成形规律对合理选择爆破参数、提高爆破效率具有重要意义。     

孔底抵抗线对VCR爆破的影响研究

大直径深孔爆破是常用的矿山破岩方法,孔底抵抗线过长导致炮孔冲孔破岩效果差,孔底抵抗线过小,使得爆炸能过多的浪费。为了合理利用爆炸能量,改善破岩效果,采用LS-DYNA软件对大直径深孔爆破中孔底抵抗线进行优化研究,通过分析等效漏斗半径、等效漏斗体积可知,随着孔底抵抗线的增大,等效漏斗半径和等效漏斗体积先增大后减小,当孔底抵抗线为5cm时,爆破效果最好;通过分析监测点有效塑性应变可知,应变值与初始应变率随着炸药距离的增大而减小。结合数值模拟成果并进行现场试验发现,当抵抗线长度为1.0 m时,爆破块度较为均匀,未出现冲孔现象,现场试验与模拟结果基本一致。     

岩体爆破振速和损伤预测的支持向量机方法

针对爆破振动效应评价中诸多因素不确定性问题,应用支持向量机理论并结合工程实际,提出基于支持向量机理论的岩体爆破振动效应预测方法.以三峡工程坝区现场爆破试验的实测资料为依据,采用支持向量机回归方法,分别进行爆破振动速度预测及爆破损伤深度和损伤半径预测;考虑爆破震动信号的幅值强度特性、频谱特性、持时特性和时-能密度曲线特性,选用震动峰值速度、震动主频、震动持时和时-能密度曲线下的面积作为评价指标,以11组工程岩体爆破实测数据作为学习样本进行训练,建立岩体爆破振动损伤效应预测的支持向量机分类模型,并对8组待判样本进行判别.研究结果表明:建立的支持向量机分类与回归模型对岩体爆破效应预测效果良好,评估结果与实际结果吻合,为岩体爆破效应评估提供了一种新思路.     

高地应力条件下爆破漏斗实验及数值模拟研究

爆破漏斗最佳埋深是矿山爆破设计时的重要参数之一,随着开采深度不断向下延伸,开展高地应力条件下爆破漏斗相关研究对爆破设计及参数选取具有重要意义.以狮子山铜矿16中段的凿岩巷道为试验地点,在水平应力为25.5 MPa和垂直应力为21.1 MPa的岩体中开展了10个爆破漏斗试验,获得该区域爆破漏斗试验数据.同时,基于试验获得...     

束状孔炮孔最佳间距的研究

束状孔炮孔的间距是决定束状孔爆破破岩有效性的关键因素。根据哈里斯模型,采用爆破漏斗试验的方法确定岩石极限抗拉应变值T,计算相邻两炮孔孔间距:;分析束状孔空隙率对炮孔联通性的影响,当束状孔内炮孔间距时,束状孔内炮孔,在爆破过程中可实现完全连通;通过爆破漏斗模型试验,建立爆破漏斗模型,爆破漏斗体积最大时的炮孔间距。综合试验结果,束状孔合理炮孔间距 。     

束状孔当量球形药包爆破漏斗的模型研究

束状孔当量球形药包爆破是一种大量落矿的爆破技术,通过综合利用漏斗爆破最优埋深条件及增强爆破中远区破岩作用的束状孔效应,可极大提高爆破作业效率,该项技术在多个矿山开展了大规模应用试验,取得了良好的技术经济效果。开展了不同埋深条件下束状孔当量球形药包爆破漏斗试验,通过三维激光扫描仪精确扫描爆后漏斗体积,建立了束状孔药包埋深与爆破漏斗体积的关系,确定了束状孔爆破药包最佳埋深。通过分析药包埋深比与单位炸药爆破体积的关系特征,采用高斯函数进行了爆破漏斗曲线拟合,得到了爆破漏斗的高斯函数关系式。分析了单位炸药爆炸释放能量、岩石抗拉强度、药包埋深、炸药能量利用率等指标对束状孔当量球形药包爆破作用的影响,为束状孔爆破效果评价提供了定量化表征方法。根据束状孔当量球形药包爆破漏斗试验及漏斗爆破高斯函数模型,开展了4个炮孔及5个炮孔组成束状孔的爆破参数计算,确定了束状孔爆破时药包最佳埋深,为束状孔爆破设计提供了技术参考。     

基于爆破漏斗试验的大直径深孔爆破参数研究

根据利文斯顿爆破能量平衡准则, 在安庆铜矿生产现场, 进行了系列单孔爆破漏斗试验以及变孔距多孔同段爆破漏斗试验。对现场应用的两种炸药爆破漏斗特性曲线、爆破漏斗体积与炸药埋深及其与漏斗半径关系、爆破漏斗的最佳埋深与临界埋深、爆破漏斗的炸药单耗等内容进行了分析研究。据此, 确定了与矿岩条件相匹配的炸药类型, 计算选择了安庆铜矿采矿生产所需的大直径深孔爆破参数, 推荐安庆铜矿1^#矿体深部矿房采场大直径深孔爆破采用MRB乳化岩石炸药, 钻爆设计参数为: 单层药包重量: 中间排孔29～34 kg; 边排孔24 kg。单层药包最佳埋深: 中间排孔1.78～1.89 m; 边排孔2 m。分层装药高度: 中间排孔1.23～1.44 m; 边排孔1 m。分层爆高: 2.5 m。最佳漏斗半径: 1.69 m。炮孔间距: 3.2 m。 单孔控矿面积: 10.24 m²。平均炸药单耗: 0.33 kg ～0.365 kg/t 。     

某露天采场不同岩性台阶爆破漏斗试验研究

合理的爆破参数组对露天矿山的经济效益和生产能力意义重大。随着开采深度的增加,矿岩的差异性逐步显现,原本单一的爆破参数组已不再适用。为优化青海某露天采场不同岩性台阶爆破孔网参数,改善该露天矿区台阶爆破效果。基于利文斯顿爆破漏斗理论,针对该露天采场三种不同性质的矿岩开展系列爆破漏斗试验。得到了炸药的临界埋深、最佳埋深、最佳爆破漏斗半径等数据,并依据相似准则换算得到了合理的爆破参数组,孔距、排距和单孔装药量。现场应用结果表明,在炸药单耗降低的同时,爆破效果也得到了改善。     

A new constitutive model for blast damage

A simple new constitutive model for blast damage is presented to model rock damage resulting from impulsive loading from stress waves. In the model it is assumed that brittle failure of rock during blasting is controlled by extensional strain. The latter is used to distinguish brittle failure from plastic yield. The model covers the majority of rock failure modes observed in laboratory studies. Damage accumulation and loading rate-dependence are also included. The model has been implemented in a transient, dynamic finite element code by a user defined subroutine.In order to study blast induced damage and verify the blast damage model, experiments were conducted at the Queen's University (Kingston, Ontario) blast test site. Two single hole blast experiments were carried out using two different commercial explosives: an emulsion and a slurry. Blast damage was measured using seismic tomography, surface observations and borehole camera studies. The model was calibrated by reproducing the observed crater shape. Other model derived quantities (such as particle acceleration and degraded Young's modulus) were compared with field measurements and found to give realistic values. Prediction for a different explosive was also conducted and trends agree well with field observation.     

硬岩群药包爆破孔网参数计算方法研究与应用

孔网参数包括最小抵抗线、孔间距,是钻爆法施工工艺中非常重要的参数。从硬岩单药包爆破漏斗的破岩机制出发,将爆破漏斗破岩范围从药包中心往外,依次分为裂隙圈、反射波圈、应力波圈。通过建立群药包爆破漏斗分析模型,提出了硬岩条件下群药包爆破孔网参数的确定方法。研究表明,爆破漏斗分析模型中的裂隙区与片落区的范围只与爆破作用指数有关,根据裂隙区的半径,便可求出反射区的作用范围。硬岩群药包爆破工程中,炮孔密集系数值不能无限大,极限值为2.8284。工程实践表明,本文建立的群药包爆破分析模型,将群药包应力波圈相切作为确定群药包最小抵抗线、孔间距的临界条件是合理的,为工程爆破孔网参数的确定方法提供了一种新思维,具有重要的实践指导意义。