孔内爆速测试技术在水泥矿山中的应用

介绍了孔内爆速测试技术原理,并根据爆破工程实践针对现场混装铵油炸药和混装乳化炸药,采用Micro Trap爆速/数据记录仪对这两种炸药的孔内爆速进行测试,得出混装铵油炸药和混装乳化炸药在孔内的爆速变化情况以及影响因素。结果显示:混装铵油炸药在炮孔内部的平均爆速为4116.8 m/s,混装乳化炸药的平均爆速为5379.6 m/s。分析得出:孔内装药压实密度以及炮孔内部的约束力较大是造成炸药在孔内的爆速比地表测试的爆速大的主要原因。     

软岩隧洞中乳化炸药拒爆的解决办法

为解决在软岩隧洞掘进爆破中乳化炸药发生拒爆的问题,通过分析乳化炸药破乳的原因,发现乳化炸药在爆炸环境中结构成分容易发生变化。研究结果表明,在分段延时爆破作业中,先引爆的炮孔产生的冲击波会对其作用范围内后引爆炮孔中的炸药产生挤压作用,被挤压的部分微小敏化气泡消失,导致乳化炸药破乳失效。盐边县偏路水库泄洪排沙隧洞爆破工程的实验,验证了在不改变爆破器材的情况下,可以通过改变装药结构,调整布孔参数以及起爆顺序成功克服乳化炸药在软岩隧洞掘进爆破中发生的拒爆问题,并取得了良好的爆破效果,可为类似爆破工程提供参考。     

软岩隧洞中乳化炸药拒爆的解决办法

为解决在软岩隧洞掘进爆破中乳化炸药发生拒爆的问题,通过分析乳化炸药破乳的原因,发现乳化炸药在爆炸环境中结构成分容易发生变化。研究结果表明,在分段延时爆破作业中,先引爆的炮孔产生的冲击波会对其作用范围内后引爆炮孔中的炸药产生挤压作用,被挤压的部分微小敏化气泡消失,导致乳化炸药破乳失效。盐边县偏路水库泄洪排沙隧洞爆破工程的实验,验证了在不改变爆破器材的情况下,可以通过改变装药结构,调整布孔参数以及起爆顺序成功克服乳化炸药在软岩隧洞掘进爆破中发生的拒爆问题,并取得了良好的爆破效果,可为类似爆破工程提供参考。     

对影响现场混装乳化炸药孔内爆速因素的探究

采用Micro Trap孔内爆速测试仪测试了现场混装乳化炸药在炮孔内、外的爆速情况,并通过工程测试研究了影响现场混装乳化炸药孔内爆速的各种因素。结果表明:由于约束条件的不同,同种条件下孔内爆速为5430.6 m/s,明显高于孔外爆速4515.8 m/s;随着孔径的增加,炸药孔内爆速呈明显增大的趋势;岩性对炸药孔内爆速影响较大,铁矿石孔内爆速达6035.8 m/s,明显高于在石灰石矿中孔内爆速5321.0 m/s;炸药密度对孔内爆速与孔外爆速的影响基本一致;炸药在孔底爆速相对较低,在炮孔中部形成相对稳定的爆速,在靠近孔口位置爆速逐渐降低;由于采用的乳化剂不同,地面站制乳爆速明显高于车上制乳孔内爆速。     

大孔径深孔含水爆破混装乳化炸药性能研究

大孔径深孔含水爆破中,混装乳化炸药受到来自炸药本身重压、回填渣的压力以及炮孔中水的侵蚀,炸药爆炸性能发生改变。为了分析压力及水对混装乳化炸药的影响规律,提出了一种新型乳化炸药抗压性试验方法,模拟了深孔爆破环境气泡敏化的混装乳化炸药的爆速随孔压变化规律:0.1、0.2 MPa下24 h内爆速较高,随着压力增加及加压时间的延长,爆速下降直至拒爆;同时,通过测试乳胶基质中硝酸铵的溶失值以及乳胶基质的溶胀厚度,分析了乳化剂、油相材料对其抗水稳定性的影响。结果表明:添加质量分数1%的基础油,Span80、高分子型乳化剂EPE-1添加质量比达到1:1后,溶失值及溶胀厚度较小;再增加EPE-1的含量,抗水性、稳定性基本不发生变化。提出了提高混装乳化炸药抗水稳定性的方法。     

大型地下厂房开挖爆破损伤影响范围及评价研究

针对溪洛渡主厂房浅孔台阶开挖爆破工程,根据C-J爆轰理论和强度统计理论等分别得到炮孔壁上爆炸冲击荷载曲线和考虑压、拉损伤的岩石动力损伤本构关系。在FLAC3D数值软件中应用该爆炸荷载曲线和本构关系,并建立模拟单个垂直炮孔起爆的三维有限差分计算模型,分析岩石爆破动力响应,得到爆破损伤影响范围特性。同时在现场进行了爆破试验、钻孔声波测试和爆破振动速度测试。将现场试验、基于TCK体积拉伸损伤模型的数值计算与考虑压、拉损伤的数值计算的结果对比,验证压、拉损伤数值模型的合理性。研究成果表明,受地表自由面影响,岩石爆破损伤影响范围随深度增加而减小。炮孔顶部损伤影响水平半径最大,且该半径随单孔炸药量增大而显著增大;与最大损伤影响半径对应的水平径向质点峰值振动速度可作为爆破损伤安全判据;相对深度方向,水平径向为爆破损伤的主要扩展方向;数值计算结果较为合理,研究成果可为类似开挖爆破工程提供参考。     

裂隙围岩隧道爆破开挖断面轮廓控制研究与应用

为解决裂隙围岩隧道爆破掘进施工过程中断面轮廓控制不足、超欠挖严重的问题，以某隧道为例，通过分析掌子面爆破开挖过程中导致轮廓控制不足的主要因素，对炮孔装药结构、装药密度和光爆层厚度等进行了优化。现场爆破效果表明：采用优化后的爆破参数进行开挖，可有效控制爆破开挖断面轮廓，抑制拱顶岩体大面积离层，避免掌子面底部“根底”现象；隧道平均线性超挖量大幅降低80%,平均炮孔利用率提高至93.2%,有效降低了裂隙围岩隧道爆破开挖对围岩的损伤，改善了爆破效果。     

掏槽孔爆破引起的围岩动力响应研究

通过数值模拟,研究了掏槽孔起爆时开挖隧洞围岩的动力响应规律,得到了不同爆心距处围岩的峰值振速分布规律,以及爆破振动峰值振速在不同部位的衰减规律.研究结果与试验结果类似,说明应用数值模拟方法研究隧洞爆破开挖对开挖洞室的影响是可行的,所得结论可以作为实际工程的参考.     

深孔台阶爆破孔内炸药爆速的测定

论述了德兴铜矿深孔台阶爆破机械化装药炮孔内炸药爆速的测试系统和方法．通过炸药孔内爆速的测试,了解炸药的质量及装药孔不同高度炸药爆速的变化规律。确保机械化装药爆破的顺利进行．     

深孔台阶爆破孔内炸药爆速的测定

论述了德兴铜矿深孔台阶爆破机械化装药炮孔内炸药爆速的测试系统和方法．通过炸药孔内爆速的测试,了解炸药的质量及装药孔不同高度炸药爆速的变化规律。确保机械化装药爆破的顺利进行．     

专用光爆炸药在引水隧洞掘进中的应用

在不良地质条件下用反台阶法进行引水隧洞的开挖。利用自制的小直径低爆速XD药卷进行了光面爆破试验。结果表明,使用XD光爆专用炸药,减少了爆破对保留岩体的破坏,隧洞成型良好,半孔率超过80%。文中介绍了XD炸药的性能,并与瑞典诺贝尔公司古立特小直径炸药性能进行了对比。此外,阐述了爆破参数、爆破效果以及取得的经济效益。     

边帮控制爆破裂纹扩展模拟及参数优化

在大直径深孔边帮控制爆破过程中,为降低爆破后冲破坏作用、提高边帮控制效果以及破岩效果,在采用逐孔延时起爆的前提下,需要选取合理的爆破参数。采用ANSYS/LS-DYNA对不同径向不耦合系数的单孔爆破方案进行数值模拟研究,其中炮孔直径为165 mm,抵抗线为2.0 m,通过统计分析裂纹体积发现,不耦合系数为1.65时爆破效果最好,保护区爆生裂纹体积少(0.017 m~3),开挖区爆生裂纹体积较多(0.085 m~3),炸药破岩(开挖区)的能量利用率最高。基于1.65的径向不耦合系数,对不同边孔间距的双孔爆破方案进行模拟分析,综合考虑原自由面、先爆孔提供的新自由面以及后爆孔破损等因素,从边帮控制效果、开挖区破岩效果的角度对不同方案进行探究分析,发现边孔间距为2.0 m、2.5 m时,孔间能够形成良好的贯穿裂隙且破岩效果好。结合数值模拟分析结果在现场做了部分试验,得出不耦合系数为1.65、边孔间距为2.0 m时边帮平整且爆后临空面炮孔完整性好。     

CO2气爆水击波与地震波效应试验研究

在航道疏浚工程中对高于设计水底标高的水下礁石，多采用水下钻爆清礁工艺。而水下岩层通过钻爆清挖后仍有部分岩石未能完全清除并残留不规则，不稳定的水下浅点。实际施工中经常采用乳化炸药水下钻孔爆破或裸露爆破法清除这类孤石，裸爆相对于钻孔爆破，炸药与岩面的接触面小，炸药使用量大，会出现能量利用率低、炸药单耗高、噪音和水击波大，影响生态环境等问题。为了分析浅点爆破影响因素，进行现场监测研究，对比水下薄层岩石裸露爆破法和钻孔爆破法，在相同作用效果下，CO₂裸爆、钻孔CO₂气爆和钻孔乳化炸药爆破水击波和地震波数据。以防城港18#～22#泊位码头基槽、停泊地开挖、炸礁及清礁工程为例，根据岩层性质、岩层形态、被炸岩石顶部的水深和浅点厚度等制定药包排列和用药量方案。通过对比分析得出相同气瓶条件，CO₂裸爆水击波超压值是钻孔CO₂气爆的1.87～41.9倍。应用水下钻孔乳化炸药爆破是CO₂气爆水击波的7.9～18.7倍，产生的振动数值是后者的3～10倍。本文以解决实际工程问题为基本出发点，在研究水下爆...     

隧洞底板开挖光面爆破实验

为了解决乌干达卡鲁玛尾水隧洞底板开挖的石方超挖问题,在底板开挖的初始阶段,进行了一系列光面爆破装药结构改进技术实验,通过调整底板光爆孔孔距、抵抗线、线装药密度,最终确定了合理的底板开挖光面爆破参数:孔距61.8cm,最小抵抗线60cm,装药间隔61.3cm,线装药密度160.4g/m。实验结果表明:光面爆破装药结构改进技术同样适用于隧洞底板开挖,底板光爆孔内按一定间距分布的炸药卷和导爆索在处于自由状态的情况下,仍然能够正常起爆。在卡鲁玛尾水隧洞底板开挖的光面爆破施工中,底板开挖半孔率达90%以上,底板总平均超挖16.67cm,大大减少了石方超挖量,节省了大量回填混凝土,有效降低了开挖成本。     

光面爆破孔内间隔装药传爆方法的改进与应用

在赵山渡引水工程许岙隧洞的开挖中 ,由于现场难以得到光爆专用炸药 ,只能利用直径 2 5mm的乳化炸药卷 ,或者将直径 32mm的药卷劈成条进行连续装药。在这种条件下 ,存在着线装药密度大、临界直径和管道效应等问题 ,不能取得良好的光爆效果。采用间隔装药并依靠导爆索传爆 ,又有成本高的问题。为此 ,进行了只用一发雷管起爆并使孔内间隔装药全部传爆的试验 ,现场试验已经取得成功。这一技术已在隧洞开挖中得到应用。本文概述了这项技术的试验和应用情况。     

基于现场混装炸药的巷道爆破参数优化

为解决现场混装炸药在巷道掘进爆破应用时参数的合理性和周边孔装药问题,结合某地下矿山水平巷道掘进工程,对巷道掘进钻爆参数优化以及周边孔装填低密度混装炸药可行性开展了试验研究。研究表明：与装填包装乳化炸药相比,现场混装炸药技术在巷道爆破中应用,可降低钻孔量15%,在保持炸药单耗不变的情况下进尺率提高10%,达到了100%;通过调节敏化剂浓度,降低混装炸药密度和爆速的方法,能有效地解决巷道爆破周边孔机械装药的问题,光爆效果良好。现场混装炸药技术在巷道掘进爆破中应用,提高了掘进效率、节约了施工成本,应用前景广阔。     

混装乳化炸药配方对炸药-岩石匹配效果影响研究

为解决某露天煤矿混装乳化炸药配方单一,炸药性能不能根据不同地质条件及时调整,使炸药性能与岩石匹配效果不佳,导致炸药能量利用率不高、岩石爆破块度较大等问题.通过理论计算分析混装乳化炸药配方中不同组分含量对炸药的爆热、爆速、爆容的影响,结合炸药的密度、爆速计算出炸药波阻抗,结合现场试验,采用Split-Desktop4.0软件对岩石爆破岩石块度进行分析,从而研究影响混装乳化炸药配方对炸药-岩石匹配效果的主要因素,为混装乳化炸药配方的优化提供依据.结果表明:硝酸铵含量从75.0％增加至79.5％,爆热值从2708 kJ/kg增加到3082 kJ/kg;爆速值从4648 m/s增加到4997 m/s;炸药波阻抗由53.5 MN/m3.m/s增加到62.5 MN/m3.m/s;爆容值845 L/kg下降到821 L/kg.说明爆热、爆速、炸药波阻抗随着硝酸铵含量的提高而增大,爆容随着硝酸铵含量增加而减少.为改善炸药与岩石匹配效果,降低大块率,根据1228平盘、1180平盘不同的岩石性质,设计了两组混装乳化炸药配方进行试验,一组通过增加10％的硝酸铵含量提高炸药波阻抗,另一组降低20％的硝酸铵含量,提高炸药的爆生气体容积.经对爆破岩石块度分析,配方调整后大块率降低了6.5％ ～6.8％.     

孤石深孔爆破对临近竖井的振动影响研究

采用现场测试和数值分析相结合的方法,研究了孤石深孔爆破对临近竖井结构振动影响.结果表明:减振孔可以有效减缓孤石爆破对竖井基坑围护桩的破坏;隔离孔可以保证相临爆区孤石的完整性;增加孤石爆破分区,减小炮孔间距,减少一次爆破量,可以有效控制竖井爆破振速.以孤石分区5区为例,将炮孔间距调整为0.5 m×0.4 m,炸药直径调整...     

上穿输水隧洞公路隧道爆破开挖安全控制研究

针对某小净距近接公路隧道上穿既有输水隧洞的空间位置关系,结合萨道夫斯基公式,对隧道的爆破开挖方案进行优化,并利用Midas GTS数值模拟方法建立计算模型,分析不同开挖区段三种工况下爆破振动对输水隧洞结构安全的影响。研究结果表明:各工况最大振速是由隧道下台阶爆破导致的,为4.33 cm/s,小于根据《爆破安全规程》确定的输水隧洞7 cm/s的最大振速;而最大拉应力及最大压应力分别是0.75 MPa和1.51 MPa,均出现在下台阶爆破施工时,分别小于C25混凝土的设计强度值。通过现场实测得到的最大振速为3.428 cm/s。由此可知,根据设计的爆破开挖方案施工不会影响输水隧洞的安全稳定。     

大断面隧道台阶法爆破开挖围岩损伤特征研究

钻爆法开挖岩体同时，势必会对围岩造成一定程度的损伤，明确隧道爆破开挖围岩损伤特征，对隧道支护设计和长期稳定性有着重要的指导作用。以赣深高铁龙南隧道Ⅲ级围岩台阶法爆破开挖为例，采用跨孔声波法对隧道断面不同部位的围岩声波波速进行了测试，分析了爆破前后隧道围岩声波降低率分布特征，确定了隧道不同部位围岩的损伤深度，揭示了围岩损伤程度和损伤深度的关系。基于LS-DYNA数值模拟软件，模拟了相同工况下8个循环台阶爆破开挖作用下隧道围岩的损伤演化和分布特征，与通过声波测试率判断的围岩损伤分布特征基本一致。现场声波测试和数值模拟结果表明：台阶法隧道上台阶拱脚处围岩损伤程度最大，但损伤深度最小；隧道围岩损伤最深处位于仰拱底部。基于隧道围岩损伤分布特征，根据工程类比法和相关规范规定，确定龙南隧道Ⅲ级围岩的初期支护锚杆长度应为3.5～4 m。