炮孔复合装药对爆破地震波影响的试验研究

利用炮孔复合装药进行了爆破试验。通过测定质点峰值振速,探索不同方向上地震波强度的差别。同时,与常规装药的爆破震动峰值振速进行了对比。试验结果表明,炮孔复合装药的爆轰波主传播方向上地震波强度最大,其反方向上地震波强度最小;与常规装药结构相比,炮孔复合装药爆轰波主传播方向的反方向上的爆破地震波强度降低30%以上。     

专利介绍（一）：炮孔复合装药结构

本发明公开了一种炮孔复合装药结构，炮孔或硐室装药采用高爆速炸药和低爆速炸药形成复合装药结构；高爆速炸药为起爆药柱，部分或整体嵌入低爆速炸药中；高爆速炸药量远小于低爆速炸药量，上述高爆速炸药可为若干个圆柱体，亦可为不规则形状；低爆速炸药可为圆柱体，亦可为不规则形状，本发明具有不改变“布孔、打眼、装药、堵塞、连线、起爆”的传统爆破工艺流程，只是在装药时按照新型装药结构进行装药等有益效果。     

弯曲装药条件下粉状乳化炸药爆轰特性的试验研究

文章主要研究了弯曲装药条件下粉状乳化炸药的爆轰特性,并用弯曲装药条件下粉状乳化炸药爆轰速度出现的衰减,即爆速亏损进行表征。试验装置的材料为304钢,钢板上加工有凹槽,粉状乳化炸药装填在不同尺寸的凹槽中,采用爆速仪测量凹槽不同部位装药的爆速。试验发现:粉状乳化炸药的弯曲装药在爆轰过程中存在明显的爆速亏损;在连续的弯曲装药条件下,装药的爆轰出现持续衰减的现象。同时,在弯曲装药条件下,当装药截面积S一定时,爆速亏损随着曲率半径的减小而增加;当装药的曲率半径R一定时,爆速亏损随着装药截面积的减小而增加。而且曲率半径对爆轰传播的影响大于装药截面积的影响。文章通过数据分析,建立了装药截面积S和曲率半径R与爆速亏损之间的关系模型。     

基于数值模拟的并敷装药爆破效果

为解决露天煤矿台阶爆破大块和根底过多的实际情况,采用乳化与铵油并敷装药结构的技术,同时运用数值模拟技术分析不同并敷装药比例对爆破效果的影响。结果表明:不同并敷比例的数值模型在700 us时的裂纹扩展损伤效果差异明显,全部使用乳化装药结构的裂纹扩展明显优于并敷装药结构,并敷装药结构优于全铵油装药结构;通过对比模型中#162351、#178235、#195563参考单元在不同并敷装药结构中的单元应力传播曲线和能量传播曲线的差异,佐证了沿不同爆速炸药并敷段的轴向,爆轰波总是以其中最大的爆轰速度进行传播的特性。     

炮孔复合装药技术在高边坡爆破中的应用

介绍了在路基高边坡爆破开挖中,应用炮孔复合装药结构技术,有效地控制了炸药爆轰波传播方向,降低了爆破冲击波及反射拉应力对高边坡保留岩体的作用,确保了高边坡的完整性和稳定性,并使保留岩面基本达到设计坡率的平整度.     

基于连续压导探针的炸药爆速和临界直径测试方法?

临界直径是确定炸药合理装药直径、预防炸药拒爆和不完全爆轰的重要指标,对炸药性能提高和高效利用有着十分重要的意义。设计了一种连续压导探针和楔形装药装置,在对炸药爆速进行测试的同时,利用炸药在临界直径不完全爆轰的特征,通过寻找爆轰波传播的拐点确定炸药临界直径。试验结果表明:装药密度为0.9g/cm3的铵油炸药爆速为3 261 m/s,临界直径为12.5 mm。提供了一种可同时测得炸药爆速和临界直径的方法,该方法简单,试验费用低,对炸药参数测试具有一定的指导意义。     

炮孔复合装药结构对混凝土作用的数值模拟

利用LS DYNA60 0应用软件 ,对炮孔复合装药爆炸后在混凝土中形成的应力波进行了计算。结果表明 ,位于该装药爆轰波传播主方向上混凝土中的应力波明显大于其反方向上的应力波 ,由此验证了该装药结构的性能。利用这种装药结构 ,能够达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等目的。     

炮孔复合装药结构对混凝土作用的数值模拟

利用LS DYNA60 0应用软件 ,对炮孔复合装药爆炸后在混凝土中形成的应力波进行了计算。结果表明 ,位于该装药爆轰波传播主方向上混凝土中的应力波明显大于其反方向上的应力波 ,由此验证了该装药结构的性能。利用这种装药结构 ,能够达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等目的。     

基于数值模拟的并敷装药爆破效果

为解决露天煤矿台阶爆破大块和根底过多的实际情况,采用乳化与铵油并敷装药结构的技术,同时运用数值模拟技术分析不同并敷装药比例对爆破效果的影响。结果表明:不同并敷比例的数值模型在700 us时的裂纹扩展损伤效果差异明显,全部使用乳化装药结构的裂纹扩展明显优于并敷装药结构,并敷装药结构优于全铵油装药结构;通过对比模型中#162351、#178235、#195563参考单元在不同并敷装药结构中的单元应力传播曲线和能量传播曲线的差异,佐证了沿不同爆速炸药并敷段的轴向,爆轰波总是以其中最大的爆轰速度进行传播的特性。     

某些工业炸药理想性的评定

本文通过爆轰理论和爆速测量说明了某些炸药的理想性。炸药的理想性可以通过实测理想爆速的比较来确定。在某一装药直径测出的爆速低于理想爆速时，说明反应不完全，而是一种非理想爆轰。这表明工业炸药显示非理想状态，应该使用二维爆轰理论来评估炸药的性能。这一理论能够计算炸药的爆轰性能（如爆速、爆压等）为装药直径和封密程度的函数。使用一维爆轰理论来计算工业炸药的爆轰性能时会出现误差，这是由于在计算这些性能时不考虑装药直径与封闭程度而引起的。即使有冲击波前是平面的这种假设，也不可能评定炸药的理想性。     

爆破地震作用下地基的动力响应分析

通过简化爆破荷载的形式,对爆破振动作用下地基位移方程进行了推导,在此基础上给出了爆破作用下影响地基位移的诸要素,并提出了地基位移幅值在爆破作用下的变化规律,这对结构抗震工作的开展有着重要意义。     

防护层对爆炸焊接质量的影响

为了研究防护层在炸药爆轰过程中对复板表面的保护作用,依据实验数据,分析了复板在焊接完成后的表面平整度、是否发生熔融现象以及金属结合界面的波状纹理的变化情况。防护层隔绝高温的炸药爆轰产物对复板侵蚀,同时在爆轰初始阶段对于应力波透过防护层作用在复板上的应力有明显的增强效应。最终确定在爆炸焊接过程中对复板厚度为0.2cm时,在其表面均匀覆盖一层0.05~0.15cm的黄油可以较好地保护复板不受高温的爆轰产物侵蚀。实验过程中,选取不同种类炸药进行了对比实验,发现粉状硝铵炸药更加容易装药和控制爆轰速度,本实验选用硝铵炸药完成。     

破-破型串联战斗部前级爆炸对后级影响的研究

为了研究破-破型串联战斗部前级装药爆炸对后级装药的影响,采用三维数值模拟的方法,对前级装药爆轰波作用于后级装药殉爆以及两级装药间加装隔板隔爆进行了研究,同时研究了前后级不同间距时前级爆轰波对后级爆炸成型弹丸(EFP)速度及成型的影响。计算得出后级炸药殉爆距离的范围,在两级装药间加装隔板可以有效地减小爆轰波对后级装药的影响,起到隔爆效果。研究认为爆轰波对后级EFP速度的影响近似于某二次函数曲线的变化趋势,该计算结果可为破-破型串联战斗部结构设计提供参考依据。     

破-破型串联战斗部前级爆炸对后级影响的研究

为了研究破-破型串联战斗部前级装药爆炸对后级装药的影响,采用三维数值模拟的方法,对前级装药爆轰波作用于后级装药殉爆以及两级装药间加装隔板隔爆进行了研究,同时研究了前后级不同间距时前级爆轰波对后级爆炸成型弹丸(EFP)速度及成型的影响。计算得出后级炸药殉爆距离的范围,在两级装药间加装隔板可以有效地减小爆轰波对后级装药的影响,起到隔爆效果。研究认为爆轰波对后级EFP速度的影响近似于某二次函数曲线的变化趋势,该计算结果可为破-破型串联战斗部结构设计提供参考依据。     

炸药量对爆炸焊接界面波影响的数值模拟

为了保证金属复合材料的爆炸焊接质量,对爆炸焊接过程中的爆轰荷载大小起着决定性作用的炸药量及布药方式进行了探索。应用AUTODYN非线性显式动力学分析软件,模拟了基、复板爆炸焊接复合过程,得到了不同炸药量下爆炸焊接过程中的压力时程,结合理论公式,分析炸药量、爆轰荷载、碰撞速度和界面波状之间的关系,及炸药量对爆炸焊接界面波的影响。并在复板上、下表面等间距各设置了8个关键点,比较了炸药厚度均匀布药方式和厚度递减布药方式产生的波状形态。结果表明,在可焊性窗口内,炸药量多的会产生较大波状结合界面;厚度递减布药方式能够消除均匀布药方式下界面波的不均匀现象,其中方案2的速度波动效果最好。并且已经结合的界面受到后续压力的振动破坏明显降低。     

低爆速细长震源药柱的研究与应用

文章设计和介绍了低爆速细长震源药柱的结构和性能特征,并分析了该细长药柱的爆炸激发机制.试验表明,在低速激发介质的煤田地震勘探中,该细长药柱比高爆速TNT震源药柱激发的地震波能量强,频带宽,信噪比高,为煤田高分辨率地震勘探提供了一种新型震源.     

煤矿硬岩巷道掘进大直径炮孔爆破试验研究

增大药卷直径可提高炸药爆速,配以较大直径炮孔爆破能够增强岩石的破裂和破碎。为了提高煤矿硬岩巷道掘进爆破效率,在液压凿岩台车施工巷道首次进行大直径炮孔和大直径药卷中深孔爆破试验研究,同时对各段雷管起爆延期时间进行优化,其中第2段雷管的延期时间由原先的25 ms增加至50 ms,目的是使掏槽爆破后岩石有足够的时间破碎、运动和抛掷出槽腔,形成新的自由面。并配用底部集能装药掏槽爆破技术和水垫层周边光爆装药结构,爆破试验取得了良好的效果。     

防护层对爆炸焊接质量的影响

为了研究防护层在炸药爆轰过程中对复板表面的保护作用,依据实验数据,分析了复板在焊接完成后的表面平整度、是否发生熔融现象以及金属结合界面的波状纹理的变化情况。防护层隔绝高温的炸药爆轰产物对复板侵蚀,同时在爆轰初始阶段对于应力波透过防护层作用在复板上的应力有明显的增强效应。最终确定在爆炸焊接过程中对复板厚度为0.2cm时,在其表面均匀覆盖一层0.05⁰.15cm的黄油可以较好地保护复板不受高温的爆轰产物侵蚀。实验过程中,选取不同种类炸药进行了对比实验,发现粉状硝铵炸药更加容易装药和控制爆轰速度,本实验选用硝铵炸药完成。     

基于非理想爆轰的炸药-岩石相互作用过程

对炸药-岩石相互作用过程正确和全面的理解是研究岩石爆破破碎过程的基础。通过未反应炸药采用Murnahan状态方程、爆轰产物采用JWL方程、反应速率采用三项点火-增长-反应速率模型,改进了的炸药非理想爆轰模型。实验数据对比表明,改进的非理想爆轰模型能够较好地模拟工业炸药的非理想爆轰过程。基于改进的非理想爆轰模型,研究了不同装药结构和不同耦合介质下炸药与岩石的相互作用过程。研究表明,同种炸药在纵波速度不同的岩石中的爆轰结构存在显著差异,空气和水对爆轰冲击波有明显的缓冲和迟滞作用,与空气不耦合装药相比,水耦合装药荷载峰值高,持续时间长,具有更高的能量利用率,有利于改善破碎效果。     

柱状炸药水下冲击波连续测量研究

通过自制的压导探针,对柱状装药水下爆炸过程进行连续测量,获得了柱状炸药的爆轰波和水下近场冲击波头的时间历程演化曲线。由此计算出柱状炸药的爆速、水的冲击波速度随时间的变化曲线;进一步由水的冲击雨果尼奥关系式和界面压力、速度连续方程,计算得到了炸药爆压、水下近场冲击波超压变化曲线。结果表明,水下爆炸近场的冲击波速度近似以指数形式衰减,最初阶段衰减很快,随时间推移,衰减越来越慢,最终水中冲击波速度趋于声速。近场冲击波超压的衰减形式与冲击波速度的衰减形式相似。