油相对乳化炸药耐低温性能的影响研究

在试验的基础上,探讨了不偶合装药爆破效果与不偶合系数之间的关系。试验中发现,当不偶合系数为2．0时,平均块度与偶合装药时几乎完全相同,面粉矿率及大块率则较小。当不偶合系数大于等于2．0时,随着不偶合系数的增大,粉矿率减小,大块率上升．应变波的测试结果表明,随着不偶合系数的减小,应变波幅值逐渐增大．通过裂缝扩展试验,发现裂缝扩展速度随着不偶合系数的增大逐渐减小．以上表明,爆破效果最终由应力波和爆生气体两者的共同作用决定．     

柱状药包结构对粉矿及大块率影响的研究

采用柱状实心药包和柱状中空药包爆破破碎波阻抗不同的两种混凝土模型。实验结果表明：在偶合装药的情况下,采用相同的药包爆破破碎不同介质时,随着透射波峰值压力ｐｔ的增大,粉矿率上升、大块率上升不明显;采用不同结构的药包爆破破碎相同介质时,随着ｐｔ的增大,粉矿率明显下降、大块率上升。粉矿及大块率在两类实验中表现出来的差异,充分反映了药包结构的改变引起冲击能与膨胀能之间分配比值的变化对粉矿和大块率的影响。     

柱状药包结构对粉矿及大块率影响的研究

采用柱状实心药包和柱状中空药包爆破破碎波阻抗不同的两种混凝土模型。实验结果表明：在偶合装药的情况下，采用相同的药包爆破破碎不同介质时，随着透射波峰值压力ｐｔ的增大，粉矿率上升、大块率上升不明显；采用不同结构的药包爆破破碎相同介质时，随着ｐｔ的增大，粉矿率明显下降、大块率上升。粉矿及大块率在两类实验中表现出来的差异，充分反映了药包结构的改变引起冲击能与膨胀能之间分配比值的变化对粉矿和大块率的影响。     

应力、应变波在相邻炮孔破裂过程中的作用研究

前言我国目前在光面爆破作业中,多采用中威力的不偶合装药。作者通过爆破模型的试验,测出了应力应变随不偶合系数和比例距离增大而衰减的规律,分析了相邻炮孔间裂缝的形成、扩展和起爆时差的影响,以便在模型试验的基础上,弄清光爆机理、寻求合理的光爆参数,提供有效依据。但是,由于     

单孔不耦合装药爆破的岩体损伤分布特征研究

开挖爆破作用下岩体损伤分布特征研究是地下工程围岩加固和边坡支挡防护设计的基础。通过弹性模量定义损伤因子以及对不耦合装药爆破进行损伤分区及其特征描述,应用Taylor提出的有效弹性模量计算方法,分别按照爆炸应力波衰减规律和厚壁圆筒理论建立相应的单孔爆破下损伤分布特征公式,进而叠加得到爆炸应力波与准静态气体共同作用下损伤分布特征公式。援引损伤实验数据分析其可行性和准确性,结果表明:该理论公式与实验数据的相关性较好,准确性较高,可表征爆破损伤分布特征及预估损伤范围;不耦合装药爆破的损伤因子呈幂函数衰减,其衰减速率在K≥K_0时呈逐渐减小的趋势,在KK_0时呈先增大后减小的趋势,同时衰减速率又随着不耦合系数增大而增大;其他条件相同时,爆破损伤范围随着不耦合系数增大而减小;从损伤角度阐明了光面爆破或预裂爆破装药结构采用合适的不耦合系数的必要性。     

长山壕某金矿预裂爆破的研究

为了改善预裂爆破效果、提高边坡稳定性,以长山壕金矿中的软弱岩层为研究对象,通过利用动力有限元分析软件ANSYS LS-DYNA,建立了三维单孔和二维双孔预裂爆破数值模型,再现了预裂爆破裂缝扩展过程,旨在得出孔间距与线装药密度、不耦合系数的函数关系,为不同要求的施工给出合理的参数。数值模拟结果表明:在软弱岩层预裂爆破中,炮孔直径为10 cm、11.5 cm、12 cm、7.5 cm,不耦合系数分别为4.55、3.59、4.29、3.75,炮孔壁能得到很好的保护,且预裂缝刚好贯通;线装密度一定时,在一定范围内孔间距随着不耦合系数的增大而增大,随着不耦合系数的减小而减小。     

基于JKSimBlast的露天台阶爆破空气间隔装药结构优化研究

黑沟矿区露天台阶爆破采用连续装药结构,爆破后大块率高,二次破碎工作量大,严重影响矿山后续铲装作业效率。基于爆破模拟软件JKSimBlast中露天开采2DBench模块,开展露天爆破装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,保持炮孔深度17.5 m和装药长度10 m不变,以空气间隔器长度、中间间隔位置为研究对象,以大块率为评价指标,设计两因素五水平共计25组全因素组合实验。模拟结果表明空气间隔长度相同时随着间隔位置下移,爆破大块率先减小后又增大,存在一个最佳间隔位置。间隔位置相同时随间隔长度增大大块率先减小后增大,进而确定最佳间隔长度2 m与最佳间隔位置距离孔口11.5 m。最后,基于优化结构在5个不同爆破区域开展现场工业试验,选取区域3优化前后爆堆照片作为参考组,利用Split-Desktop爆破分析软件进行数据处理,得到5个区域优化前后大块率并进行比对,结果显示优化后的装药结构爆破后大块率平均降低9.24%,优化后的间隔装药结构有效改善爆破效果,为露天矿装药结构选择和优化提供有益借鉴。     

高纬高寒地区冻土爆破效果优化研究

针对高寒高纬度地区不同冻土厚度下爆破块度大块率高的难题,在乌努格吐山铜钼矿冬季低温下进行爆破漏斗试验。根据试验结果利用利文斯顿爆破漏斗理论确定了冻土装药参数与爆破漏斗参数之间的关系,计算出冻土层的变形能系数,分析了不同冻土层厚度的爆破漏斗特性曲线。在装药量为4 kg时,冻土临界深度为1.3 m,最佳埋置深度为0.84 m,变形能系数为1.06;在装药量为8 kg时,冻土临界深度为1.7 m,最佳埋置深度为1.2 m,变形能系数为1.05;在装药量为12 kg时,冻土临界深度为2.2 m,最佳埋置深度为1.34 m,变形能系数为0.95。根据爆破立方根定律,推导出适用于现场冻土区的最佳装药参数,经过对不同冻土层厚度多种爆破参数下爆破效果对比分析,采取“分区域,分阶段”原则优化爆破效果,对于弱冻层区域采用减小堵塞长度并增加装药高度的方法提高爆破质量;对于强冻土区主爆孔周围增加辅助孔来降低冻土层大块率。总结出适用于高寒地区随冻土层厚度变化的爆破参数优化方案,爆破效果改善明显,在很大程度上降低了冻土层爆破后的大块率产出,提高供矿率。     

光面爆破中不偶合作用分析

文中叙述了不偶合装药在光面爆破中的作用,如对最大切向应力、相对应变幅值、动应变峰值和爆破裂隙扩展等的影响。作者建议用阿贝尔余容状态方程和炸药爆炸反应方程式来计算余容,並根据绝热方程式推导出最佳不偶合系数。用该式的计算值与现场实际取值十分接近,说明用该式计算不偶合系数是可取的。     

基于CDEM的岩石基坑爆破效果的数值模拟

为探讨延时时间及炮孔间距对岩石基坑爆破破碎效果的影响规律,依托大连地铁五号线虎滩公园站,建立岩体二维数值计算模型,通过连续-非连续数值模拟方法(CDEM)中的JWL爆炸模型及断裂能模型,对岩石基坑开展了爆破过程的数值模拟,并通过应力、振动速度、平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率及系统破裂度等指标进行综合分析。结果显示：模型监测点处以拉应力破坏为主导,延时35 ms时应力波叠加效果较好,引起的模型监测点峰值振速较小;随着延时的增大,岩石爆破效果逐渐变差,而当延时为25 ms时,较短的延时不利于应力波的传播和衰减导致爆破效果不佳。监测点处y方向峰值振动速度随着炮孔间距L的增大逐渐减小,岩石爆破效果逐渐改善,而过大的炮孔间距会阻碍应力叠加。炮孔间距6 m时能够有效减少大块率,爆破破碎效果最佳。改变炮孔间距相对于改变延时时间大块率降低了3.2%,系统破裂度提高了3.8%,因此,改变炮孔间距优于改变延时时间的爆破效果。     

动载下矿岩-充填体能量传递规律及破坏特性

为研究嗣后充填采矿矿柱爆破回采时相邻胶结充填体内能量传递规律及破坏特性,利用霍普金森压杆装置,对矿岩与不同配比充填体组合试件进行单轴冲击实验。实验结果表明:能量传递过程中,大部分能量以反射波形式消散;随着应变率增加,吸能密度增大。同等吸能密度下,应变率■;冲击荷载下矿岩破碎形态呈简单块状。充填体破碎情况为,随应变率增加,呈块状分布减少,呈粉末状增多。当应变率在60 s^(-1)左右时,ZH330较ZH250与ZH180,充填体粉末状明显减少;计算充填体平均粒径与分形维数发现,随应变率增大,平均粒径减小,分形维数增加。实验研究对嗣后充填采矿矿柱回采爆破参数选择及胶结充填体保护具有一定意义。     

立井冻土钻爆法施工爆破参数初探

引用岩石爆破理论,结合冻土爆破破坏特征,探讨了立井冻土钻爆法施工掏槽参数和光爆参数的设计计算方法．在此基础上,以冻结砂土为原型进行掏槽爆破和光面爆破模型试验．结果表明,当孔深Lb＝1．0～1．5m时,较为合理的掏槽爆破参数为：单位耗药量q＝1．8～2．4kg／m3,槽孔布置圈径D＝1．0～1．2m,孔距b＝500～700mm;较为合理的光面爆破参数为：炮孔间距b＝500～700mm,炮孔密集系数m＝0．8～1．2,径向空气间隙或轴向空气垫层不偶合装药结构．     

光面爆破不耦合装药参数优化的试验研究

为了解决隧道工程中的超、欠挖问题,进行了一系列的爆破参数优化试验,采用固、水、气三相不耦合装药结构,将隧道半孔残留率从优化前的50%～60%提高到优化后的90%以上,有效地提高了围岩的稳定性,比传统的耦合装药和轴向空气不耦合装药技术爆破增效作用明显。同时给出了掏槽孔最佳的装药结构:固、水、气轴向不耦合系数在1.5～2.33之间,周边孔采用空气介质,偏心不耦合系数为2。可为类似工程提供经验借鉴。     

炮孔近区岩体振动主频及能量的数值模拟

为了控制岩体爆破对保留岩体造成的破坏和损伤,针对炮孔近区爆破振动频率及能量变化问题,利用动力有限元数值模拟方法研究了单孔爆破10 m范围内爆心距、不耦合系数与爆破振动主频及能量的变化规律。结果发现爆破振动主频并不是随着爆心距的增大而单调递减,并且随着不耦合系数的增大同一爆心距位置处的振动主频先增大后减小再增大;爆破振动能量衰减向主频段靠拢并且随不耦合系数的增大变化浮动较小。     

岩体结构面对爆破地震波传播规律影响分析

为探索岩体结构面对爆破振动速度峰值、主频和信号中的能量分布等的影响,在钻沟石灰石露天矿爆破生产现场进行爆破振动测试。分别采用小波包分析和ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对结构面影响下的爆破振动信号和爆破振动传播规律进行分析研究。小波包分析结果表明,当地震波穿过结构面时,爆破振动频率介于0~15.6 Hz之间的能量占爆破地震波能量比例随之增加,增幅达63.1%,而振动频率介于15.7~31.3 Hz之间的能量比例随之降低,降幅达56.9%。数值模拟结果表明,爆破地震波在未穿过结构面之前和穿过结构面后,振速峰值没有明显的衰减;而穿过结构面时,振速峰值衰减明显,其平均减震率为40.66%。此外,地震波在坡体内受高程和结构面双重作用,导致其放大系数呈先增大后减小的趋势。     

空气与水介质不耦合装药爆破数值模拟

不耦合装药爆破技术是预裂爆破和光面爆破的主要技术措施,是形成光滑岩壁,保护开挖面的主要手段。利用LS-DYNA建立了三维单孔不耦合装药爆破模型,并进行数值模拟,再现了不耦合装药爆破的应力发展过程,得出了爆破应力云图、应力和位移时程曲线图;分析了不耦合系数为2、3、4时,空气和水不耦合装药爆破孔壁应力及对孔壁破坏情况,得出了孔壁应力与不耦合系数的函数关系,并比较了水和空气对应力的衰减速度差异。从而为预裂爆破和光面爆破参数计算提供理论依据。     

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。     

露天矿地下采空区爆破崩落法治理效果的数值模拟研究

爆破崩落法是治理露天矿地下采空区的主要手段,数值模拟是研究爆破崩落效果的有效工具。基于连续-非连续数值模拟方法(CDEM),利用朗道点火爆炸模型实现了炸药起爆过程的描述,利用考虑应变软化效应的Mohr-Coulomb模型及最大拉应力模型实现了围岩损伤破裂过程的模拟。以弓长岭铁矿何家采场采空区为研究对象,重点探讨了炮孔间排距、起爆延时等对该采空区上覆岩层损伤破裂程度、空区填充程度及空区内大块率的影响规律。计算结果表明:炮孔间排距对爆破效果的影响较大,随着间排距的增大,塌落至空区的大块率逐渐增大,且塌落范围逐渐减小。当间排距为17 m时,仅空区顶板附近出现局部塌落,地表岩层依然处于稳定状态。起爆延时对爆破效果的影响较小,当起爆延时大于42 ms以后,塌落至空区的岩体块度分布基本一致,仅大块率有所区别。为了确保爆破崩落法的治理效果,建议炮孔的间排距不大于7m,炮孔排间延时不小于42 ms。     

灰岩矿爆破开采岩粉成因及其控制研究

为了控制石灰石生产加工过程中岩粉的产生及分析其成因,利用邦德功指数和研磨性分析了石灰岩的主要特性,结合灰岩粉的主要来源,提出了针对性的岩粉控制措施,并通过灰岩矿爆破试验进行了验证。研究结果表明:石灰石相较于其他岩石更易产生岩粉,其主要来自于爆破形成的粉碎区,机械破碎中的矿石整形,钻孔岩屑及软弱夹层;通过优化爆破破碎过程,采用空气间隔不耦合装药、现场混装装药和合理优化爆破参数等方式,可以控制粉碎区大小,使爆破级配更为均匀,从而减少爆破岩粉。     

基于HJC损伤本构模型的灰岩隧道光面爆破数值模拟及工程验证

为解决六枝至安龙高速公路隧道爆破施工中光面爆破效果不良的问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件开展了径向不耦合装药系数及周边眼间距的多工况计算;进而基于不同爆破参数条件下的围岩损伤特征分析,优化得到了合适的爆破参数:径向不耦合系数1.25,炮孔间距为55 cm。进一步开展了隧道周边眼整体模型的数值计算,获取了优化参数条件下的隧道爆破成型预测效果。将优化的爆破参数应用于现场爆破后发现,隧道轮廓线平整,形成的隧道开挖轮廓线与设计轮廓线基本吻合,应用效果良好。