双孔微差及长柱药包爆破振动数值模拟研究

为进一步讨论双孔微差爆破及柱状药包爆破振动新特性,通过在空腔内壁施加等效爆源荷载方法,建立药包爆破振动LS-dyna数值模拟模型,分别对双孔微差爆破和长柱状药包爆破振动进行分析。通过控制加载时间模拟不同延时间隔下的微差爆破过程,同时建立不同长度的加载组元来表示柱状装药的药包长度,进而研究药包长度对爆破振动的影响。数值模拟结果与相应的理论计算结果具有较好的一致性。结果表明:微差爆破质点峰值速度与距离整体呈现负相关,但在衰减过程中出现局部的增大现象,增大的幅值和区间与延时间隔有关,间隔时间越长,局部放大效应距离爆源越远,放大幅值越小。对长柱药包的模拟结果则表明:对于介质中某一点,当药包长度达到特定值后,质点峰值速度将不随着药包长度的增长而增大,这表明传统的通过药量来衡量爆破振动幅值的计算方法具有一定局限性。这些成果对爆破振动预测及爆破施工设计具有一定指导意义。     

正交试验法在深孔爆破振动优化中的应用

为了对广西某电站水利枢纽改、扩建爆破施工效果进行优化,控制及减弱爆破振动有害效应对周边民房及运行电站的影响。通过正交试验法对最大单段药量、排间延时时间、炮孔密集系数和起爆药包位置4个因素进行研究,以爆破振动峰值速度大小作为评判指标,利用现场试验结果作极差分析和显著性方差分析。结果表明:最大单段药量对试验结果影响最大,其次是排间延时时间,接着为起爆药包位置,影响最小的是炮孔密集系数。试验最终确定了降振效率最优的爆破参数,使爆破振动峰值速度相比于试验前降低了25.87%。     

正交试验法在深孔爆破振动优化中的应用

为了对广西某电站水利枢纽改、扩建爆破施工效果进行优化,控制及减弱爆破振动有害效应对周边民房及运行电站的影响。通过正交试验法对最大单段药量、排间延时时间、炮孔密集系数和起爆药包位置4个因素进行研究,以爆破振动峰值速度大小作为评判指标,利用现场试验结果作极差分析和显著性方差分析。结果表明:最大单段药量对试验结果影响最大,其次是排间延时时间,接着为起爆药包位置,影响最小的是炮孔密集系数。试验最终确定了降振效率最优的爆破参数,使爆破振动峰值速度相比于试验前降低了25.87%。     

延时间隔对爆破振动信号时频特征的影响

为探索延时间隔对临近边坡爆破振动峰值速度、主频和信号中的能量分布等影响,在贵州某石灰石露天矿爆破施工现场进行爆破振动测试。采用小波包分析方法对不同延时间隔(25、42、65 ms)的爆破振动信号进行分析研究。结果表明,在相同爆心距条件下采用65 ms延时的爆破振动峰值速度最小,爆破振动信号的能量主要集中在0～62.5 Hz的中低频带,但是不同频带中的能量占比略有差异。随着延时间隔由65 ms减小至25 ms,其0～15.6 Hz频带的能量从54.01%增加至93.33%,15.7～62.5 Hz频带的能量从45.61%减小至6.61%,即随着延时间隔的降低,其爆破振动信号能量往低频带集中,而该频带非常接近边坡的固有频率,对边坡稳定性不利。     

延时时间对地表振动叠加效应的影响

为了得到非电雷管和电子雷管的合理延时时间进而控制地表振速,以厦门抽水蓄能电站的进场通风兼安全洞的延时爆破为背景,通过现场实测数据和理论公式分析了不同延时时间对地表振动叠加效应的影响。根据实测数据,分析了隧道掘进中毫秒延时爆破和半秒延时爆破地表振动波形的叠加效应,可知非电雷管的误差导致毫秒延时爆破中不同段的地表振动波形形成叠加;而半秒雷管虽有误差,但延时时间较大,不同段的振速波形之间相互独立。利用理论计算探讨了本工程中第1段掏槽孔和第2段掏槽孔在不同延时时间下的振动波形叠加情况,给出了叠加振速放大、叠加振速减小和无叠加产生的几种情况。依据理论和实测振速波形的叠加效应,分别提出适合本工程的毫秒延时非电雷管和电子雷管的合理延时时间,可为类似的隧道延时爆破提供借鉴。     

延时间隔对爆破振动信号时频特征的影响

为探索延时间隔对临近边坡爆破振动峰值速度、主频和信号中的能量分布等影响,在贵州某石灰石露天矿爆破施工现场进行爆破振动测试。采用小波包分析方法对不同延时间隔(25、42、65 ms)的爆破振动信号进行分析研究。结果表明,在相同爆心距条件下采用65 ms延时的爆破振动峰值速度最小,爆破振动信号的能量主要集中在0～62.5 Hz的中低频带,但是不同频带中的能量占比略有差异。随着延时间隔由65 ms减小至25 ms,其0～15.6 Hz频带的能量从54.01%增加至93.33%,15.7～62.5 Hz频带的能量从45.61%减小至6.61%,即随着延时间隔的降低,其爆破振动信号能量往低频带集中,而该频带非常接近边坡的固有频率,对边坡稳定性不利。     

数码电子雷管在泄洪排沙洞爆破中的减振特性研究

为了降低爆破振动强度、控制爆破振动危害,根据爆破形成振动波的相互干扰叠加,在施工场地进行爆破振动试验。采用数码电子雷管,选用普通导爆管雷管作为对照组,在距掌子面15 m、30 m、45 m、60 m处布置监测点,进行了四组不同方案的振动速度变化规律的研究。利用数码电子雷管的精确延时特性,通过前三个组合的现场试验研究,取得泄洪排沙洞使用数码电子雷管洞挖爆破相对最佳的孔间、排间延时间隔时间组合为第二组合的成果：掏槽孔从上到下对称两孔同时起爆,上下孔孔间延时8 ms;其余主爆孔对称安排(从隧洞断面中间向外侧)逐孔从上到下(顶拱从左到右)起爆,孔间延时16 ms;所有排间延时间隔均为100 ms;边顶拱光爆孔和底板光爆孔间隔100 ms,并实现了波峰错相叠加的减振效果。试验结果表明：爆破参数是降低爆破振动强度的关键;在距爆源距离相同的情况下,采用数码电子雷管的质点振动速度峰值明显小于普通雷管,采用数码雷管的主频高于采用普通雷管;数码雷管可大幅度降低爆破振动强度、提高爆破振动的主频。该工程技术在河南洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞爆破施工中取得了显著的减振效果。     

盾构隧道孤石预爆破地表质点峰值振速衰减公式

为了解决盾构隧道孤石预爆破中,不同炸药的性质和药包埋深对质点峰值振动速度的影响,对岩石爆破中地表质点峰值振动速度衰减公式进行了改进,基于叠加原理获得能同时考虑装药结构、岩性特性参数等影响因素的长柱药包峰值振动速度公式,并通过工程实例验证了该公式的有效性。结果表明:长柱形装药地下爆破引起的峰值振动速度不仅受测点与爆源距离影响,也受到装药结构的影响;在装药长度不变条件下,长柱药包的埋深对与爆心水平距离25m范围内峰值振动速度影响较大,超出25m范围受到的振动影响程度趋于一致。     

盾构隧道孤石预爆破地表质点峰值振速衰减公式

为了解决盾构隧道孤石预爆破中,不同炸药的性质和药包埋深对质点峰值振动速度的影响,对岩石爆破中地表质点峰值振动速度衰减公式进行了改进,基于叠加原理获得能同时考虑装药结构、岩性特性参数等影响因素的长柱药包峰值振动速度公式,并通过工程实例验证了该公式的有效性。结果表明:长柱形装药地下爆破引起的峰值振动速度不仅受测点与爆源距离影响,也受到装药结构的影响;在装药长度不变条件下,长柱药包的埋深对与爆心水平距离25m范围内峰值振动速度影响较大,超出25m范围受到的振动影响程度趋于一致。     

复杂环境下硐室爆破振动控制的应用研究

根据宜昌铁路南站场平硐室爆破实践,总结了靠近居民区的条形药包硐室爆破振动控制的经验。通过测试数据分析,提出了分集药包段间起爆合理时差及相应接力网路图;分析了地形地质条件对振动衰减的影响,并根据房屋的性质和状况提出了不同的抗振性指标。实践证明爆破取得了成功,近距离的民房没有受到振动损坏,解决了复杂环境大规模石方快速爆破开挖问题。     

深孔开挖爆破震动安全监理方法

在爆区周围建筑物和设施对深孔爆破震动十分敏感的情况下,先要通过讨论确定振速控制标准(v<0 5cm/s);然后通过试爆数据的回归,得出适合计算不同测点振速的经验公式,并用来估算最大一段药量;在爆破过程中还要进行震动监测。由于监理工程师严格控制最大一段药量或比例药量,未出现振速超标现象。文中详细介绍了深孔爆破工程中的安全监理方法以及施工准备阶段、施工阶段的主要监理工作。     

爆破振动速度预测方法及其影响因素

爆破振动速度是表征和评判地震强度必不可少的参量,结合某核电站一期地面爆破振动监测数据,分析比较了爆破振动速度的3种预测方法(地震动经验公式法、基函数回归法、BP算法),并讨论了炸药类型、最大药量、炮孔直径、最小抵抗线和延时间隔对爆破振动速度的影响,为工程实践控制爆破振动危害提供了理论依据。     

布药结构与爆破震动之关系的试验研究

爆破震动对建(构)筑物的影响和危害较大。通过硐室爆破模拟试验,对不同布药结构产生的爆破震动强度进行了对比。业已发现,单或双条形药包产生的质点峰值振速均小于单或双集中药包的质点峰值振速;同时发现,质点峰值振速随单响药量的增加而增大,而振动频率随单响药量的增加而减小。本文对试验中发现的这些现象从理论上给出了解释。     

布药结构与爆破震动之关系的试验研究

爆破震动对建(构)筑物的影响和危害较大。通过硐室爆破模拟试验,对不同布药结构产生的爆破震动强度进行了对比。业已发现,单或双条形药包产生的质点峰值振速均小于单或双集中药包的质点峰值振速;同时发现,质点峰值振速随单响药量的增加而增大,而振动频率随单响药量的增加而减小。本文对试验中发现的这些现象从理论上给出了解释。     

首钢大石河铁矿千吨定向抛掷硐室大爆破

2002年12月29日,在河北迁安首钢大石河铁矿孟家沟矿区,成功地进行了一次装药量为1301t的条形药包定向抛掷硐室大爆破。本文介绍了这次爆破的药室布置原则、最小抵抗线的选取、端部效应处理、药包药量计算等。爆破中采用了自锁效应,以减少堵塞长度。采用频响效应和微差爆破技术,以确定最大一段起爆药量,降低爆破地震效应。这次爆破的方量约180万m3,抛掷率60%;爆破块度均匀,基本上无大块,爆破效果完全达到设计要求。     

首钢大石河铁矿千吨定向抛掷硐室大爆破

2002年12月29日,在河北迁安首钢大石河铁矿孟家沟矿区,成功地进行了一次装药量为1301t的条形药包定向抛掷硐室大爆破。本文介绍了这次爆破的药室布置原则、最小抵抗线的选取、端部效应处理、药包药量计算等。爆破中采用了自锁效应,以减少堵塞长度。采用频响效应和微差爆破技术,以确定最大一段起爆药量,降低爆破地震效应。这次爆破的方量约180万m3,抛掷率60%;爆破块度均匀,基本上无大块,爆破效果完全达到设计要求。     

爆破震动研究现状及存在问题的探讨

爆破地震是"三大爆破公害"之首,而有效控制爆破震动主要是通过合理选择微差时间、适当的爆破参数来实现,从微差爆破、药包埋深和装药形式3个方面阐述了目前爆破震动的研究现状并对存在问题提出看法.     

爆破振动的BP神经网络预测方法研究

爆破所引起的震动强度在很大程度上具有随机性,它受到众多因素的影响,而且各因素之间存在着极其复杂的非线性关系.运用人工神经网络原理,以孔深、孔数、孔距、最大齐爆药量、总药量和爆源距作为影响爆破振动的主要因素,建立BP神经网络模型1,对爆破振动速度进行预测,并与仅考虑最大齐爆药量和爆源距作为输入量的BP神经网络模型2和萨道...