不同耦合装药下岩石的应力波传播特性

根据相似理论，用混凝土制作爆破试件，并进行了空气耦合和水耦合装药的爆破试验。试验中测量了爆炸压力，得出了压力－历时曲线。对测量结果分析表明，水耦合装药爆破在被爆介质中产生的爆炸峰值压力较大，且持续时间较长、下降相对较慢，有峰值平台。这说明水耦合装药爆破的炸药能量利用率高，压力均匀，作用时间长，有利于预裂缝的形成，在合理的爆破参数下，水孔预裂爆破可取得满意效果。     

工程爆破中装药不耦合系数的研究

在爆炸动力学和岩石力学理论分析的基础上,对工程爆破中不耦合系数在不同的装药条件下进行了计算,得到了相应的计算表达式,并以轴向不耦合系数为例进行了相关的试验研究,得到了良好的效果,对理论分析和工程应用都有一定的参考意义。     

光面爆破中不耦合系数计算研究

在光面爆破中,为达到理想的爆破效果,不耦合系数必须合理选择。但目前对于不耦合系数还未有统一的计算方法。根据前人理论推导出了2种不同的计算公式,两者均是取值范围。经过实例计算,两者相互验证,计算结果存在误差,但相差不大。2种计算方法在实际爆破工程应用中,均可作为参考借鉴。     

单向荷载下不耦合装药预裂爆破效果研究

为研究预裂爆破效果与不耦合系数及单向荷载的关系,以某矿新设回采工作面的现场试验为背景,简化地应力为竖直方向上的单向荷载,运用LS-DYNA软件对直径为73、89、94、104、130 mm的炮孔进行预裂爆破数值模拟,分析了预裂爆破裂隙扩展过程、单向荷载对裂隙扩展的影响、预裂效果与不耦合系数的关系。结果表明:在垂直于炮孔轴向的单向荷载作用下,爆破粉碎区和主裂隙长度不受其影响,对尖端裂隙可实现裂纹二次扩展;不耦合装药系数在1.14～2.03时,形成粉碎区所耗能量低于爆炸总能量的20%;综合炸药能量利用率和预裂效果,不耦合系数取1.63左右时,预裂效果最佳。     

岩石爆破损伤中水不耦合系数变化效应研究

为研究水介质不耦合装药时不耦合系数变化对爆破损伤的影响,通过理论分析、相似模型实验和数值模拟相结合的研究方法,对水介质不耦合装药下混凝土模型中爆炸所产生的损伤效果进行分析。研究结果表明:在相同药量下,不耦合系数K分别为1.25、1.5、2.0、2.5、3.0和3.375时,其对应的爆破应力波的衰减速度整体呈现先增加后缓慢的趋势,爆破漏斗的体积大小随着K值的增加呈现减小的趋势。通过分析爆破后粉碎圈和裂隙圈随不耦合系数变化而变化的规律,结果表明水不耦合系数K为1.5时爆破效果达到最佳。     

单孔爆破振动不耦合效应试验研究

单孔爆破是各种爆破技术研究的基础,通过改变不耦合系数1.0~1.7,对距炮孔中心不同距离进行爆破振动测试,研究了单孔爆破振动的不耦合效应。不耦合装药能够显著地降低振动速度峰值,相同耦合系数条件下爆破振动速度随着距离增加而成指数衰减,在相同距离时最大降振率可以达到80%。在单孔爆破振动测试试验基础上,给出了不耦合系数与振动强度及距爆源距离的关系。     

单孔爆破振动不耦合效应试验研究

单孔爆破是各种爆破技术研究的基础,通过改变不耦合系数1.0~1.7,对距炮孔中心不同距离进行爆破振动测试,研究了单孔爆破振动的不耦合效应。不耦合装药能够显著地降低振动速度峰值,相同耦合系数条件下爆破振动速度随着距离增加而成指数衰减,在相同距离时最大降振率可以达到80%。在单孔爆破振动测试试验基础上,给出了不耦合系数与振动强度及距爆源距离的关系。     

不同水量下不耦合装药混凝土试件爆破对比分析

为了研究不同水量条件下预裂爆破破坏机理,基于现有的爆破理论,对空气和水不耦合装药爆破进行了理论分析,得出空气和水不耦合装药的孔壁初始压力。在此基础上,应用LS-DNAY(非线性有限元)动力学分析软件,建立三维双孔不耦合装药爆破模型,分析在相同不耦合装药结构条件下,不同水量炮孔孔壁初始压应力;并依据Von Mises破坏准则,分析了炮孔连心线上的有效应力变化过程。在理论和数值模拟的基础上,进行混凝土试件不耦合装药爆破试验。结果表明:在相同的装药条件下,炮孔中水量越少,炮孔壁处产生的初始压力越小,炮孔连心线上的有效应力越小;预裂面平整度越好;同时空气和水混合不耦合装药时,空气部分的预裂面平整度优于含水部分。     

预裂爆破在宋大线路堑工程中的应用研究

通过宋大线路堑工程的实例，对预裂爆破的设计计算、施工工艺等问题进行探讨，可供有关单位参考。     

大孤山铁矿预裂爆破研究与应用

大孤山露天铁矿靠帮爆破采用预裂爆破技术。为了寻求最优的预裂爆破参数,利用LS-DYNA软件对不同爆破参数条件下的预裂爆破过程进行数值模拟,分析模拟结果得出大孤山铁矿靠帮预裂爆破的最优炮孔间距和不耦合系数等预裂爆破参数。根据所模拟的最优预裂爆破参数,进行现场耦合预裂爆破和不耦合预裂爆破对比试验。不耦合预裂成缝效果显著且爆破施工对保留边坡震动小,有利于维护边帮稳定,得到良好的预裂爆破效果。数值模拟所确定的爆破参数可应用于大孤山铁矿靠帮爆破中,对现场爆破施工具有实际指导意义。     

切缝药包不耦合装药爆破损伤破坏的分形研究

为研究不同不耦合系数下切缝药包的爆后损伤破坏特征,以有机玻璃为试验材料,对不耦合系数1.33、1.67、2.00、2.33、2.67的切缝药包爆破损伤破坏进行分析。基于分形理论中计盒维数的原理,编写MATLAB程序分别计算5种不耦合系数下切缝药包在切缝方向以及垂直切缝方向爆生裂纹的分形维数。对爆后裂纹长度以及数量进行统计分析,结果表明:①在试验选取的不耦合系数范围内,切缝方向裂纹的分形维数显著大于垂直切缝方向的分形维数,切缝药包对于爆生裂纹扩展方向的控制具有明显效果;②在试验选取的不耦合系数中存在最佳不耦合系数1.67,在该不耦合系数下切缝方向爆生裂纹分形维数达到最大值,裂纹长度最大,爆破损伤破坏的定向控制效果最佳;③在不耦合系数大于1.67后,随着切缝药包不耦合系数的逐渐增大,切缝方向的裂纹扩展长度逐渐变短。     

爆破作用下低渗砂岩铀储层的岩石损伤范围研究

爆破增渗方法可有效提升地浸采铀效率,而爆破范围是影响增渗效果的关键参数。为了研究低渗砂岩铀矿中爆破损伤范围分布特征和裂纹扩展规律,基于LS-DYNA软件,采用RHT材料模型,分析了不耦合系数K和地应力对砂岩爆破损伤区范围和裂纹扩展的影响规律。结果表明：随着不耦合系数K的增大,岩石的粉碎区半径逐渐减小,缩减至同炮孔半径近似;裂隙区裂纹呈现先增大,后稳定的分布规律,在K=1.75取得了较好的爆破效果。随着地应力的增大,岩石的粉碎区形状和范围基本不发生变化,而裂隙区范围整体呈现先缩小后稳定的分布规律。本研究对低渗砂岩铀矿爆破增渗中爆破范围的确定具有理论指导意义。     

基于岩体声波损伤特性的露天台阶爆破试验

基于声波岩体损伤定义,采用StrataViewTM R24 Exploration Seismograph爆炸震动测试仪和克浪公司生产的KDH-SWA-3C-60A型MVSP三分量测井检波器,利用锤击叠加作震源对台阶爆破钻凿的炮孔进行了声波测试试验,研究了爆区附近岩体的损伤.结果表明：经历过冲击载荷扰动的岩体与未受扰动前相比,其纵波波速均降低,接收波的主频向低频移动,岩体的纵波速度和横波速度之比也发生劣化;损伤区的范围可以用波速的变化来划分,在爆破设计施工中,应该考虑爆破损伤区的影响.     

温度对岩石强度及损伤特性的影响研究

通过单轴压缩试验,对经历不同温度(25~1000℃)后大理岩的纵波波速、抗压强度、破坏形态以及损伤特性随温度的变化规律进行研究。试验结果表明：高温后大理岩破坏时,沿轴向存在多个劈裂面,主要体现为劈裂破坏的模式;单轴抗压强度在100℃和400℃时有2次强化作用,从800℃左右,抗压强度开始急剧下降直至1000℃时,基本失去了承载能力;随着加热温度的升高,大理岩试样的纵波波速近似线性下降,损伤因子近似线性增加,反映了大理岩经历高温作用后内部性质的变化;岩石是由不同矿物组成的多晶体,高温环境下各种矿物性质的变化,在一定程度上影响着岩石高温后的物理力学性质。     

两条减震沟对爆破振动效应的影响研究

从减震沟条数对爆破振动效应影响的角度,运用大型显式非线性动力分析软件LS-DYNA,分别对一条减震沟和两条减震沟两种工况的数值模型进行数值模拟,根据数值模拟分析结合相差比例对比分析了两种工况的爆破振动峰值振速的衰减规律。结果表明,两种工况爆破振动相差比例最大可达60%,并结合现场试验论证了两条减震沟工况降振作用明显优于一条减震沟,为降振方法的选取和后续研究提供了一定的依据。     

利用全波列测井技术确定露天矿边坡岩体完整系数

利用声波全波列测井技术对现场探矿钻孔进行声波测试,与室内实验室岩芯声波测试结果对比,可求得岩体完整系数,对露天矿边坡岩体完整性做出评价。该法在新疆某露天矿应用,实际应用效果良好,较为准确地确定研究范围内岩体完整性系数,为矿山设计提供依据,可为类似矿山提供借鉴。     

深水下8号雷管爆炸冲击波参数的研究

8号金属壳工业雷管水下爆炸时,由于水深的变化所承受的压力也随之变化,其爆炸后所产生的冲击波峰值压力和冲击波能量是否发生改变是水下爆破工程中关注的问题。文中通过模拟深水条件,对雷管的完全爆轰和爆炸冲击波峰值压力、能量进行了测试研究,结果表明,在水深为80.65～150.65m范围内随着水深的增加,雷管能够完全爆轰,冲击波峰值压力和能量并不发生明显变化。     

尾端具有急转弯的巷道中的空气冲击波传播计算方法

为了解决空气冲击波在尾端具有急转弯的巷道中传播时的波阵面参数计算问题,依据具有空气冲击波传播阻抗的空气冲击波关系式,推导出了井下空气冲击在尾端具有急转弯的巷道中传播时的波阵面参数的理论计算公式,这组公式考虑到了突然转弯巷道结构对冲击波传播所带来的额外影响,能够准确计算出在范围很大、巷道走向变化很大条件下的空气冲击波波阵面传播速度、波阵面后空气流速、空气密度、声速、温度、超压等参数,为控制井下空气冲击波的危害提供了理论依据。