切缝药包在露天控制爆破中的应用研究

为解决传统预裂爆破与光面爆破技术难以满足现如今高质量、高标准施工要求的难题,根据切缝药包的作用机理,对切缝药包在边坡预裂爆破中的应用进行研究。根据现场施工情况,设计相应爆破参数,进行切缝药包预裂爆破参数优化试验,并对切缝药包预裂爆破和传统预裂爆破的工程应用进行对比研究。试验结果表明:在中硬岩、90 mm直径预裂孔的条件下,采用外径40 mm、内径36 mm,切缝长度0.8m,切缝宽度10mm的PVC管作为切缝管进行切缝药包预裂爆破,其爆破效果较好;通过与传统预裂爆破相比,切缝药包预裂爆破后预裂缝宽度增加了1.12倍,预裂面不平整度减少了52.8%,半孔率提高了21%,振动速度峰值降低了29.02%,有效减少了爆破能量对保留边坡与周边构建筑物的损害,显著提高了爆破施工的质量。     

切缝药包岩石巷道光面爆破数值模拟与优化研究

基于张集矿-745m水平进风大巷煤矿井下岩石巷道光面爆破试验,引入JH-II岩石动态损伤本构模型,通过建立巷道周边眼爆破数值计算模型,采用数值计算方法对比分析传统爆破方法与切缝药包爆破方法在光面爆破中周边眼爆破成形效果和围岩爆破损伤情况,进一步针对爆破成形中存在的问题对切缝药包结构进行优化并验证。结果表明:在成形效果上,传统爆破方法次于切缝药包法;峰值振动速度损伤判据分析证明,切缝药包爆破所造成的围岩损伤较小;切缝药包结构优化证明,通过改变切缝药包切缝数目与方向的方法可获得预定方向与数量的爆破裂隙。     

定向断裂控制爆破机理综述

作者从理论上将光面爆破、预裂爆破、切槽爆破、切缝药包爆破,聚能药包爆破等常用控制爆破统称为定向断裂控制爆破。综述了爆破破裂过程中爆生气体作用和应力波作用,重点分析了圆形炮孔爆破的成缝机理。     

切缝药包掏槽爆破试验研究

将切缝药包定向断裂爆破技术引入到掏槽爆破中,以解决制约中深孔爆破的瓶颈性问题。首先进行了砂浆模型试验,对切缝药包定向断裂性能进行了研究;其次结合砂浆模型试验结果,进行了矩形切缝药包掏槽爆破现场试验;最后在上述试验的基础上,进行了全断面爆破现场试验。试验结果表明:切缝药包爆破具有极强的定向成缝效果;矩形和三角形切缝药包掏槽全断面爆破的炮眼利用率分别为94.5%和93.1%。切缝药包掏槽爆破极大地提高了炸药的使用效率,有效地消除了深部围岩的夹制作用,为深部岩体掘进爆破提供了一种新的解决途径。     

护壁爆破机理及动焦散试验

针对光面爆破和定向断裂控制爆破在岩石开挖工程中存在的问题,采用动焦散线法研究护壁爆破过程.结果表明,爆破后光面护壁爆破和切缝护壁爆破护壁面基本上不产生裂纹,临空面方向产生3条以上裂纹,预定开裂方向产生长而直的裂纹,护壁方向应力强度因子大大小于临空面方向.光面护壁爆破和切缝护壁爆破对护壁面一侧介质都有明显的保护作用,能最大限度的维持其完整性.     

提高岩巷爆破效果及成形质量施工技术的探讨

结合新陆煤矿多年来的实际施工经验,就如何提高岩巷爆破效果和巷道成形质量问题,提出了较为合理的周边眼定位方法和多阶底部楔形掏槽、切缝药包定向断裂光面爆破等施工技术。     

切缝药包光面爆破裂纹扩展时空演化分析

光面爆破机理复杂,裂隙演化具有不确定性,现场试验难以完整观察到炮孔间裂纹的起裂、扩展至贯通。采用CAD与ANSYS联合建模技术构建空气不耦合光面爆破数值模型,运用显式动力分析软件LS-DYNA定义岩石单元失效计算获得切缝药包光面爆破裂纹扩展演化过程,从时空演化角度研究光面爆破裂纹扩展规律,从而为矿山巷道爆破工程提供更精确的指导。研究结果表明:1)CAD与ANSYS联合建模技术弥补了ANSYS对于复杂模型构建的缺陷,实现精确耦合数字建模;2)定义岩石单元失效方法可以使得爆破裂纹演化过程更为直观,切缝药包爆破相较一般空气不耦合装药结构爆破,炮孔周壁产生的径向裂纹和分叉裂纹显著减少;3)模拟不耦合系数1.5、1.8、2.25切缝药包光面爆破裂纹扩展时空过程,发现切缝药包爆破裂纹扩展演化规律,其裂隙数量随着不耦合系数的增大而减少,裂纹扩展演化长度也随之变短,分叉裂纹扩展演化明显降低,当不耦合系数为1.8时,数值模拟切缝药包爆破裂纹扩展演化形成较佳的贯通裂纹,获得较好的爆破效果。     

深部工程软岩巷道爆破技术研究

结合岩石爆破破碎理论和工程实践,从影响凿岩爆破效果等因素出发,对影响岩巷掘进中深孔爆破掘进速度和巷道质量的炮眼深度、掏槽爆破和光面爆破等技术问题进行了分析和研究,提出了较为合理的掏槽形式和掏槽参数、光爆装药结构和光爆参数,推荐了切缝药包定向断裂控制爆破技术成功应用的典例。     

某石灰石矿边坡预裂爆破技术研究

针对某石灰石矿当前边坡维护施工过程中预裂孔爆破贯通不良、成缝效果较差、边坡预裂面不平整等问题,采用理论研究、数值模拟计算分析的方法,选用切缝药包和炮孔径向掏槽的定向爆破方案,并与原预裂爆破方案进行对比分析,结果表明:定向预裂爆破的聚能效应能够大大增强药包的破岩能力,可适当加大炮孔间距,减少穿孔量,降低施工成本;切缝药包预裂爆破可大大促进边坡预裂缝的贯通,预裂边坡成型效果显著,且施工工艺简单,提高了经济效益。切缝药包定向预裂爆破技术具有很好的现场指导作用。     

定向断裂控制爆破机理及应用

综合运用高速激光纹影仪、超动态应变测试技术、数字激光动态焦散线试验系统等试验手段,着重研究了切缝药包定向断裂控制爆破机理,通过纹影试验多角度观测了爆轰波动的传播过程,实现了爆炸应力波与爆生气体的分离;分析了切缝药包径向不耦合装药爆破爆生裂纹动态断裂效应,对比了不同装药结构对爆生裂纹扩展的影响,确定了径向不耦合系数为167时定向断裂控制爆破效果最佳;开展了切缝药包轴向不耦合装药爆破水泥砂浆模型试验,揭示了爆炸应力场的空间分布规律;研究了双炮眼切槽方式下同时起爆,两炮眼间贯穿裂纹和炮眼外侧裂纹扩展的动态行为。最后,将切缝药包定向断裂控制爆破技术应用于煤矿岩巷、立井、隧道和边坡工程的爆破施工中,取得了较好的效果。研究成果可为工程实践提供试验依据和理论指导。     

切缝药包定向断裂爆破技术在岩巷中的应用

根据切缝药包定向断裂爆破机理，介绍了切缝药包的制作及其施工工艺。能过在云岗矿２００ｍ巷道施工中的应用，定向槽切缝药包的定向断裂控制焊话题进一步完善和发展。     

定向断裂控制爆破理论分析及现场应用

基于断裂动力学理论,文章论述了切缝药包定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的机理。按照切缝药包定向断裂控制爆破参数计算公式确定的炮孔间距和装药量,经现场实际应用证明是有效的和合理的。     

切缝药包爆破技术的发展、应用及作用机理探讨

本文主要结合工程爆破领域定向断裂控制爆破技术的发展与应用,详细介绍切缝药包爆破技术的发展、现状以及使用过程中遇到的问题。回顾了理论分析、试验研究、数值模拟等方面切缝药包爆破技术的作用机理、装备设计及实施方法,并从爆炸力学、岩石断裂力学、数值计算方法等方面概述了切缝药包爆破应用技术的作用机理。最后总结了切缝药包爆破技术的优缺点、对其作用机理的研究及其在爆破工程领域的应用,为业内同行提供参考。     

冻结立井爆破冻结壁成形控制与井壁减振研究

控制爆破动载荷对冻结管、冻结壁及井壁的扰动和破坏是冻结井筒施工的重要环节。以万福矿井筒掘进工程为依托,采用周边眼普通光面爆破、半圈切缝药包和整圈切缝药包3种形式,运用多重分形理论,提取了3种条件下冻结壁成形图像多重分形谱特征参数;利用频率切片小波实现了3方案下不同频带信号重构;通过小波包算法对井壁爆破振动进行了监测分析,获取了相应信号频带能量分布。结果表明:多重分形谱可用来客观评价切缝药包对冻结壁的护壁作用;井壁振动信号主频较地面爆破振动高,通常在150 Hz左右;随着频率的升高,井壁振动信号振幅和能量都不断降低;在低频段(0~250 Hz),相对于周边眼普通光面爆破,半圈切缝药包能量降低了41.54%,整圈切缝药包能量降低了52.42%,切缝药包在低频段具有显著的"吸能"作用;在中频段(300~500 Hz),由于半圈切缝药包装药能量释放不均衡及井筒结构体非严格对称导致频带能量出现了"选择放大"效应;在高频段(700~900 Hz),能量沿高程"区域集中"现象说明切缝药包的减振效果更多地体现在爆破近区。验证了切缝药包的减振和对冻结壁的护壁作用。     

岩巷切缝药包定向断裂爆破技术研究

本文分析和研究切缝药包爆破定向聚能切割爆破机理，并在现场应用中就爆破参数进行了相应的优化设计，通过现场试验证明了切缝药包的定向断裂控制作用，取得了较好的经济效益。     

切缝药包掏槽爆破研究与应用

切缝药包对爆炸能量具有极强的导向作用,将切缝药包引入到掏槽爆破,提出“先切后掏”的爆破思想。先采用切缝药包爆破将中心部分岩体与围岩分割开,克服爆炸初期自由面单一,围岩的夹制作用大等不利因素。在后续炮孔的爆炸作用下,将槽腔范围内岩体破碎,并抛掷出槽腔。进行了矩形切缝药包掏槽数值研究,结果表明：沿切缝方向能量得到了优先释放,沿切缝两炮孔中间的有效应力达到200 MPa以上,炮孔间裂纹形成贯穿。单独掏槽爆破炮孔利用率达到97.8%,全断面一次爆破平均炮眼利用率为96.9%,验证了切缝药包掏槽爆破的可行性。     

岩巷切缝药包定向断裂爆破技术研究

本文分析和研究切缝药包爆破定向聚能切割爆破机理，并在现场应用中就爆破参数进行了相应的优化设计，通过现场试验证明了切缝药包的定向断裂控制作用，取得了较好的经济效益。     

切缝药包聚能控制爆破在立井硬岩快掘中的应用研究

针对煤矿立井掘进炮眼利用率低,成型差的问题,采用了切缝药包定向断裂控制爆破技术。通过在周边眼使用切缝药包,在周边眼单孔药量不变的前提下,将眼数由52减为35个,眼距由600mm增大至800mm实施聚能控制爆破。现场爆破应用效果表明:切缝药包聚能控制爆破可显著提高立井爆破炮孔利用率和眼痕率,半眼痕率增加了52%,周边不平整度在±5cm,周边眼切缝药包降低爆破对围岩的扰动损伤,改善了光面爆破效果,有利于提高立井掘进速度。     

路堑边坡爆破开挖方法的探讨

从路基施工规范出发，以满足铁路、公路路堑边坡施工质量要求为基础，最大限度地减少采用光面爆破法所增的工程量，针对一般路基施工条件给出了边坡开挖的实用爆破方法和技术参数，并从技术、施工等方面分析了采用实用光面和实用预裂爆破法的可行性、必要性和合理性。     

岩巷中深孔定向断裂爆破技术

在井下就切槽孔、切缝药包和聚能药包的定向断裂爆破对比试验研究，优选切缝药包在岩巷中深孔定向断裂爆破新工艺，使中硬岩周边眼痕率达９６％，周边不平度小于１００ｍｍ。