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。     

乳化炸药塑料管抗压装药结构在立井冻结段爆破中的应用

乳化炸药具有良好的抗水、抗冻性能及较强的爆破威力,已广泛应用在煤矿立井冻结段掘进爆破。但由于乳化炸药的压力减敏作用,常出现拒爆现象,严重影响了爆破安全和爆破效果。本文根据立井冻结段爆破施工中的拒爆特点,分析了可能产生拒爆的三个原因,并通过试验证实了拒爆的主要原因是炮孔中水结冰、体积膨胀而引起的乳化炸药的静压减敏作用。因此采用抗压塑料管空气不耦合装药或耦合散装药,先经地面模拟试验,并优化了爆破设计参数,应用于实践取得了良好的爆破效果。     

乳化炸药塑料管抗压装药结构在立井冻结段爆破中的应用

乳化炸药具有良好的抗水、抗冻性能及较强的爆破威力,已广泛应用在煤矿立井冻结段掘进爆破。但由于乳化炸药的压力减敏作用,常出现拒爆现象,严重影响了爆破安全和爆破效果。本文根据立井冻结段爆破施工中的拒爆特点,分析了可能产生拒爆的三个原因,并通过试验证实了拒爆的主要原因是炮孔中水结冰、体积膨胀而引起的乳化炸药的静压减敏作用。因此采用抗压塑料管空气不耦合装药或耦合散装药,先经地面模拟试验,并优化了爆破设计参数,应用于实践取得了良好的爆破效果。     

炮孔复合装药结构的功能和设计要求

在同一炮孔中装入两种不同爆速的炸药,形成复合装药结构。基于爆轰波传播理论,给出了高爆速炸药引爆下低爆速炸药爆轰波传播的波迹方程,指出复合装药结构具有爆轰波向一个主要方向传播的功能。利用具有这个功能的复合装药结构,可以达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等爆破目的。文中同时阐述了复合装药结构的设计要求。     

径向不耦合装药爆破效果的数值研究

为了研究径向不耦合条件下爆破效果的影响因素,利用AUTODYN-2D对比不耦合系数、不耦合介质、炸药种类对爆破效果的影响规律。结果表明,与耦合装药相比,径向不耦合装药条件下炮孔压力明显降低。对比水介质和空气介质下的爆破效果可知,水介质不耦合条件下,炸药爆炸能量的传递效率更高。炮孔压力与炸药种类密切相关,TNT产生的炮孔压力最大,但作用时间较短,而ANFO和乳化炸药的作用时间较长。     

径向不耦合装药爆破效果的数值研究

为了研究径向不耦合条件下爆破效果的影响因素,利用AUTODYN-2D对比不耦合系数、不耦合介质、炸药种类对爆破效果的影响规律。结果表明,与耦合装药相比,径向不耦合装药条件下炮孔压力明显降低。对比水介质和空气介质下的爆破效果可知,水介质不耦合条件下,炸药爆炸能量的传递效率更高。炮孔压力与炸药种类密切相关,TNT产生的炮孔压力最大,但作用时间较短,而ANFO和乳化炸药的作用时间较长。     

深孔间隔装药爆破对不同孔壁介质的影响

数值模拟研究了岩石、混凝土和土三种不同孔壁介质深孔间隔装药爆破时的扩孔特征、压力场、应力场、速度场和能量分布及传播衰减规律,还分析了间隔介质(空气和水)和起爆方式等对孔壁介质中冲击波传播规律的影响。研究表明:由于岩石、混凝土和土三种孔壁介质的波阻抗和可压缩性不同,导致爆破后分别形成"狼牙棒"型、"纺锤"型和"圆柱"型三种爆腔。与岩石和混凝土相比,在土体中的扩孔宽度分别提高约60%和约45%,土能缓解孔壁压力和等效应力、降低爆破振动效应、减缓爆炸冲击波的衰减速度和提高能量利用率,而在岩石和混凝土介质中,上述效果的差异性不太明显。与水间隔装药相比,在岩石和混凝土孔壁介质中采用空气间隔装药结构能降低约7%的孔壁压力。在岩石和混凝土孔壁介质中,采用底部起爆方式能够提高炸药的能量利用率,中部起爆方式能够减缓爆破振动效应,而在土体中并不明显。     

深孔间隔装药爆破对不同孔壁介质的影响

数值模拟研究了岩石、混凝土和土三种不同孔壁介质深孔间隔装药爆破时的扩孔特征、压力场、应力场、速度场和能量分布及传播衰减规律,还分析了间隔介质(空气和水)和起爆方式等对孔壁介质中冲击波传播规律的影响。研究表明:由于岩石、混凝土和土三种孔壁介质的波阻抗和可压缩性不同,导致爆破后分别形成"狼牙棒"型、"纺锤"型和"圆柱"型三种爆腔。与岩石和混凝土相比,在土体中的扩孔宽度分别提高约60%和约45%,土能缓解孔壁压力和等效应力、降低爆破振动效应、减缓爆炸冲击波的衰减速度和提高能量利用率,而在岩石和混凝土介质中,上述效果的差异性不太明显。与水间隔装药相比,在岩石和混凝土孔壁介质中采用空气间隔装药结构能降低约7%的孔壁压力。在岩石和混凝土孔壁介质中,采用底部起爆方式能够提高炸药的能量利用率,中部起爆方式能够减缓爆破振动效应,而在土体中并不明显。     

机制砂采场深孔爆破参数优化

为了解决闽侯县白沙镇唐举矿区建筑用凝灰岩矿山爆破大块率较大的问题,对导爆管爆破网路进行了优化,在不增加雷管成本的条件下实现逐孔起爆。通过调整孔网参数、采用分段装药结构及空气间隔装药等手段,使炸药能量均匀分布,并采用正交实验法对分段装药比例、填塞长度及空气间隔长度进行实验。通过实验,确定在分段装药比例为204∶52,一段填塞长度为3.5m,空气间隔长度为1.8m,二段填塞长度为2.9m时爆破效果最佳,有效地改善了爆破效果,提高了生产效率,降低了生产成本。     

水封爆破装药结构优化数值分析及其应用

以温泉隧道为研究背景,从应力、振速变化、动态损伤以及爆后粉尘的角度对药柱上部水间隔、两端水间隔和下部水间隔三种装药结构进行模拟分析,选取最优结构用于工程施工。研究结果表明:(1)药柱底部水间隔装药结构易造成孔口围岩破碎导致爆炸气体流出,降低爆破效果;药柱上部和两端水间隔装药结构爆炸应力持续时间较长,有利于围岩破碎,其中药柱两端水间隔装药结构底部存在水介质,对孔底围岩起到保护作用;(2)采用两端水间隔装药结构能够同时降低炮孔两端围岩振速和所受应力,减少炸药能量流失,使其充分作用于围岩进行破碎,降低炸药单耗;(3)药柱上部水间隔装药结构对孔口围岩损伤最小,导致爆破后岩石块度较大;药柱底部水间隔装药结构形成的整个损伤区域最小,采用这种装药结构炸药单耗偏高;药柱两端水间隔装药结构形成的损伤区域规整,爆破后岩石块度最小;(4)三种装药结构中,下部水间隔结构爆后粉尘浓度最高,两端水间隔装药结构爆破后粉尘浓度稍高于上部水间隔装药结构,但是相差不大,而两端水间隔装药结构的爆破效果要优于上部水间隔装药。综上所述,药柱两端水间隔装药结构最优,可用于工程施工。综上所述,药柱两端水间隔装药结构最优,可用于工程施工。     

装药结构对爆破震动能量传递及爆破效果影响研究

 由于装药结构作为爆破设计的重要参数,对爆破影响不可忽视,由阻抗匹配角度对3种不同装药(耦合、空气不耦合及水不耦合)结构爆破能量传递进行理论分析,获得能量传递与装药结构关系,即不耦合装药时存在合理的不耦合系数使爆破能量高效传递给岩石。通过具体爆破开挖工程对爆破震动进行测试及能量传递公式验证,结果表明,以水作为不耦合介质的不耦合装药能有效降低爆破震动能量,减小爆破粉尘危害,且使块度更均匀。     

立井直眼微差爆破模型试验振动测试与分析

为降低立井爆破施工的振动效应,以立井爆破中两圈直眼为原型,实施三种不同起爆延期的直眼微差爆破模型试验,并用UBOX-5016型爆破振动智能监测仪测试混凝土模型的爆破振动效应。实测爆破振动波表明,微差爆破可减少单段起爆药量、明显降低爆破振动效应;起爆延期25 ms时I段、Ⅱ段爆破振动波形彼此叠加,测点形成干扰降振效应,爆破峰值振动速度较小;起爆延期为50 ms时I段、Ⅲ段爆破振动波形彼此独立,峰值振动速度由单段起爆药量决定。竖向爆破振动波形频谱分析表明,微差爆破振动幅值明显低于齐发爆破,且波形复杂。微差爆破能显著降低爆破振动效应,主振频率较高。     

冻结立井爆破振动信号多重分形去趋势波动分析

针对基于配分函数的多重分形分析不利于局部标度特性突显的问题,把多重分形去趋势波动分析(MF-DFA)方法引入到爆破振动信号分析领域。研究表明:立井爆破振动信号具有多重分形特征,在周边眼不同装药形式下爆破信号MF-DFA谱和多重分形奇异谱具有显著差异,可作为判别周边装药结构形式的特征参数。MF-DFA谱图及其相关参数可以表征立井不同爆破方案下井壁振动响应状态特征,为炮孔装药结构和装药参数的识别与分类提供了一种有效的方法。     

机制砂采场深孔爆破参数优化

为了解决闽侯县白沙镇唐举矿区建筑用凝灰岩矿山爆破大块率较大的问题,对导爆管爆破网路进行了优化,在不增加雷管成本的条件下实现逐孔起爆。通过调整孔网参数、采用分段装药结构及空气间隔装药等手段,使炸药能量均匀分布,并采用正交实验法对分段装药比例、填塞长度及空气间隔长度进行实验。通过实验,确定在分段装药比例为204∶52,一段填塞长度为3.5m,空气间隔长度为1.8m,二段填塞长度为2.9m时爆破效果最佳,有效地改善了爆破效果,提高了生产效率,降低了生产成本。     

攀枝花铁矿降低爆破噪声的措施

通过对攀枝花铁矿狮子山爆区产生爆破噪声的特性分析,找到了爆破噪声超标是爆破单段药量过大、装药结构不合理、地表网路缺陷等原因,提出了采用孔内孔间延时爆破方式、控制炮孔内每段装药长度、覆盖爆破声源体、选择较好的高精度雷管等一系列降低爆破噪声的措施,在攀枝花铁矿狮子山1 225～1 210 m台阶爆区进行实验,取得了较好地降低爆破噪声的效果。解决了爆破噪声影响周边居民生活的问题,也为矿山生产创造了良好的条件。     

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。     

特殊环境下石场延时控制爆破开采技术

结合花岗岩石场开采爆破实践,介绍了在特殊环境下,利用间隔装药结构和使用普通毫秒导爆管雷管,直接控制炮孔起爆的毫秒延时爆破技术,以及在深孔爆破对有害效应进行控制的相关技术方法和参数。当炮孔深度h≤20m时,采用一层间隔,分两段装药;炮孔深度大于20m,小于25m时,采用两层间隔,分三段装药,孔间间隔时间Δt=100~125ms。在爆区采用"一钻到底"的钻爆施工方式,一次爆破用药量≤2 000kg;根据距爆区最近距离为60m的情况,确定最大单响起爆药量为79.7kg。为在当前电子雷管单价相对较高的情况下,运用普通毫秒导爆管雷管实现毫秒延时爆破、保障爆破安全、改善爆破效果、降低爆破成本等,提供了一种有益的参考。