预裂爆破技术在江西某露天矿山的应用

露天矿山上部靠帮边坡组的稳定性至关重要,其直接影响下部平台的作业安全。预裂爆破技术在终了靠帮边坡的成功应用不仅能减弱爆破对边坡的震动,保证终了靠帮边坡稳定,还可减少终了靠帮边坡后期的维护与管理费用,为矿山安全生产创造有利条件。采用预裂爆破技术进行终了靠帮边坡控制爆破,根据岩体的地质特征,针对不同岩性部位设置预裂爆破的合理参数,解决了矿山前期开采过程中靠帮边坡爆破质量不理想、裂隙交错、边坡面破碎不完整、散块挂帮率高等一系列问题,确保了最终境界边坡的稳定性。     

预裂爆破技术在大型露天矿山的应用

简要论述了预裂爆破技术的爆破成缝原理和在工程建设中的应用情况,并以露天矿山为例,阐述了预裂爆破技术在保护边坡稳定中的作用,同时文章对预裂爆破施工过程中常遇到的有代表性的问题进行了论述,并提出了相应的解决办法,希望对类似施工起到指导和借鉴作用。     

某地下矿山预裂爆破参数设计及数值模拟

某矿使用有底柱深孔崩落法回采矿体,为提高生产效率,采用一次凿岩、多次爆破的施工方式。拟采用预裂爆破来降低前排面炮孔爆破对预留炮孔的影响。通过预裂爆破设计,计算出两种预裂孔布置方式。基于Ansys/ls-dyna数值模拟软件对所设计的方案进行数值模拟,从应力波、预裂成缝及对预留孔的影响,最终选定孔径71 mm,孔距850mm,不耦合系数为3的预裂爆破参数。     

露天矿山开采中的预裂爆破设计

通过建立预裂破碎带的方法对露天台阶开采最终边坡进行保护, 达到一次成型, 保证最终开采边坡前的主爆孔在大孔径药包条件下爆破对边坡壁面不产生破坏, 提高了施工进度并为主爆孔大规模爆破创造条件。通过实例得出了适用于该地质条件下的经验公式, 预裂爆破取得了显著的经济效益和理想的效果, 为500 m 以上高边坡的综合治理提供了一种参考方法。     

露天矿山边坡预裂爆破导向空孔技术研究及应用

针对露天矿山边坡预裂爆破,建立导向空孔爆破计算模型,分析导向空孔孔径、装药炮孔不耦合系数、装药炮孔与导向空孔孔距对预裂爆破效果的影响。针对别斯库都克露天煤矿的边坡预裂爆破,根据现场已有设备型号,确定预裂孔和导向空孔孔径为120 mm,最佳不耦合系数为1.5,开展装药炮孔与导向空孔不同孔距下预裂爆破试验,对保留岩体预裂成缝、半孔率及平整度进行综合评价,得到孔距为2.2 m时,预裂缝成型好,保留岩体的损伤程度最小,边坡半孔平均成型率达到87.6%,边坡壁面光滑,根底情况良好,无浮石、碎石,取得了较好的边坡成型效果,提高了边坡保留岩体的稳定性,可供类似工程参考借鉴。     

露天高边坡开挖预裂爆破技术

洛界高速公路No.4标段地处丘陵,附近有国家一级文物保护区龙门石窟.在复杂环境下进行路堑开挖爆破,对钻孔方向及角度的控制、不耦合装药、线装药密度及装药结构、微差起爆控制单响药量起爆网路等方面进行了全过程控制.有效降低了爆破震动对高陡边坡的伤害,保证了边坡成型和稳定以及被保护对象的绝对安全,取得了良好的爆破效果.     

爆破参数对预裂爆破裂纹扩展规律研究

预裂爆破是一种控制爆破,为保证预裂爆破的良好效果,需要对岩石裂纹扩展情况进行研究。通过数值模拟的方法,对孔距和不耦合系数等爆破参数对岩石双孔爆破裂纹扩展规律进行研究。研究发现：随着不耦合系数的增加,主裂隙的平均长度先增大后减小,孔壁所承受的冲击压力显著减小;双孔连线中点处的拉伸应力随孔间距的增大而降低。但是随着不耦合系数及孔距增大,双孔裂纹难以贯通,不能够达到预期的预裂效果。合理确定不耦合系数以及孔距,这对矿山爆破严格控制装药量,科学布置炮孔等采取合理的爆破参数精确的控制爆破效果具有重大意义。     

预裂爆破技术在露天边坡中的应用

洛界高速公路No .4标段地处丘陵 ,附近有国家一级文物保护区龙门石窟。在这样复杂环境下进行路堑开挖爆破 ,采取超钻孔预裂爆破、不耦合装药、选用低爆速低威力炸药、微差起爆控制单响药量等技术措施 ,有效地降低了爆破震动 ,保证了边坡成型和稳定以及被保护对象的绝对安全 ,取得了良好的爆破效果。     

预裂爆破技术在边坡保护中的应用

结合工程实例，阐述了运用预裂爆破技术保护边坡的爆破参数的确定及施工工艺。     

基于数值模拟的预裂爆破参数优化研究

为了解决预裂爆破中预裂效果难以保证,爆破参数难以选取的问题,采用数值模拟技术对不耦合系数、孔间距等参数进行模拟分析。首先选取了RHT模型作为岩石材料模型,该模型能够较好地描述岩石在爆炸荷载下的拉伸和压缩力学响应行为。进而设计多个方案分别对不耦合系数和孔间距进行模拟,并分析其结果。模拟结果表明:不耦合系数越大,围岩受到的损伤破坏越小,而孔间距则对爆破损伤范围基本没有影响,但是其取值越大则不能形成有效的预裂缝,本次模拟确定最佳的爆破参数为不耦合系数k=3.5,孔间距L=700mm,为实际工程中预裂爆破中参数的确定提供了参考依据。     

露天边坡含水炮孔预裂爆破试验研究

针对棒磨山铁矿露天台阶炮孔涌水量大的实际情况 ,研究采用水耦合预烈爆破方法解决含水炮孔的边坡预裂爆破问题。根据炮孔含水高度的不同 ,进行了不同装药结构的水耦合预裂爆破现场试验。经爆破效果测试分析 ,利用该技术解决含水炮孔的边坡预裂爆破问题是可行的     

基于SPH露天台阶爆破优化研究

针对露天深孔台阶爆破容易出现块度不均匀、大块率高等问题,运用经验公式法对台阶爆破参数进行计算并确定爆破方案,建立基于光滑粒子流体动力学(SPH)的台阶数值模型,对深孔台阶爆破孔排距共同作用下的岩体损伤情况及孔间应力大小进行研究。研究结果表明:孔排距会影响炮孔间的应力叠加作用,模拟过程中SPH粒子能良好地模拟出爆破过程中岩石运动状态和岩石损伤范围,当孔间距为8.5m、排间距为5.0m,爆破效果最佳。将模拟结果应用于现场试验,大块率较优化前降低了10.3%,块度平均合格率提高了5.2%,现场试验与模拟结果最优爆破方案效果高度一致,说明利用SPH的数值模拟方法研究台阶爆破是合理可行的。研究结果可为相关台阶爆破孔排距选择提供依据和参考。     

露天采场中深孔爆破技术的优化

通过对太钢复合材料厂白云石露天采场爆破过程中的大块、粉矿、根底及边墙等产生原因的分析,对中深孔爆破工艺技术进行优化,降低了大块率和粉矿率,提高了爆破质量和爆破作业的安全性.     

特厚煤层顶煤深孔预裂爆破技术研究

针对潘津煤矿二采区23-25号煤层赋存条件,提出采用深孔预裂爆破的方式来弱化顶板;基于断裂力学、爆炸动力学分析了顶煤深孔预裂爆破原理及煤体爆破破坏分区特征;根据前人的研究成果及煤体力学特征,合理地对炸药类型、不耦合系数、封孔系数及起爆方式等爆破参数进行分析,利用数值分析软件ANSYS LS_DYNA确定了最优不耦合系数为1.25,封孔系数为0.25;依据确定的最终参数计算得到爆破下顶煤破碎区半径、裂隙区半径分别为0.836 4、3.942 6 m,弹性震动区半径约5.6 m,并确定炮孔间距为8 m。基于工作面的工程地质条件,提出了两巷超前预裂深孔爆破的顶煤预裂方案,该方案应用于工程实践后,能有效地弱化顶板,提高回采率。     

基于ALE算法的单孔台阶爆破数值模拟研究

岩石在炸药爆炸荷载作用下,其瞬态破坏过程难以用现有的技术进行有效的监测。为研究在台阶爆破中岩石的破碎及抛掷过程,采用LS-DYNA建立单孔台阶爆破三维数值计算模型,通过ALE算法并结合流固耦合定义岩石和炸药的接触,模拟炸药在炮孔内爆炸的全过程。分析了炮孔内炸药的爆轰过程及其压力极值分布、岩石裂纹的形成和拓展的宏观现象、岩石的块度分布及其抛掷过程。模拟计算结果显示,炮孔粉碎区半径为装药半径的3.9倍,坡面破碎岩石的最大抛掷速度为73.8m/s。采用ALE法模拟单孔台阶爆破,其爆破效果与现有工程实际相吻合,可以为工程爆破参数的设计和优化提供参考。     

松软煤层深孔预裂爆破合理布孔参数的确定

基于松软煤层瓦斯含量高、抽采难度大、瓦斯治理周期长等因素,提出利用环境污染程度低、块煤保留率高的深孔预裂爆破增透措施。围绕影响增透效果的布孔参数合理性进行分析,采用数值模拟得出单孔和多孔爆破形成半径1.5、3.0、6.0 m的“三级影响圈”应力波传播特征。工程实践以应力波最强的“一级1.5 m半径影响圈”为施工效果目标,以3.0 m孔间距、15孔联爆方式进行布孔,1个月内平均抽采浓度提高95%,平均单孔瓦斯抽采流量提高115%,防突参数K₁值、炮后瓦斯浓度、抽采流量和浓度等指标未出现超标现象。     

爆破位置对深凹露天矿山炮烟扩散的影响研究

深凹露天矿山由于其特殊的结构,爆破产生的炮烟扩散稀释较为困难,严重危害生产作业人员的生命安全与健康。基于实际矿山构建了深凹露天矿山的二维物理及数学模型,采用非稳态数值分析方法研究了不同爆破位置下,深凹露天矿山采坑内爆破炮烟的扩散规律。研究结果表明：不同爆破位置下,露天采坑内均出现复环流,爆破点位置是影响露天采坑内风流结构特征的重要因素;露天采坑内的炮烟最高浓度均随着时间变化而逐渐下降,但下降的速率逐步减小,呈现三个阶段的下降趋势;爆破位置位于背风侧时露天采坑内的炮烟最高浓度和降至安全浓度所需时间远高于迎风侧三个爆破位置;随着背风侧爆破点距采坑底部距离的减小,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间先降低后增加,炮烟最高浓度及降至安全浓度所需时间随着迎风侧爆破位置距采坑底部距离的减小而增加。研究结果对于指导深凹露天矿山企业合理组织爆破后的生产作业和保障作业人员安全具有重要意义。     

爆炸荷载下露天矿高陡边坡动力响应分析

为研究矿山高陡边坡在爆炸荷载作用下的动力响应规律,采用LS-DYNA软件,对威斯特铜矿的采场边坡进行完全动力有限元计算。对比分析了数值模拟和现场实测环境下爆炸应力波的传播规律,两者结果相接近。同时,通过对各台阶爆破振动速度的统计分析可知,随着台阶高程的增加,在台阶坡顶、台阶边缘至台阶内侧坡脚的1/3至1/2距离处容易产生高程放大效应。另外,利用极限平衡法原理,结合数值模拟计算结果,计算了在炸药起爆后400ms内边坡的时程安全系数,直观描述了爆破动力荷载对边坡稳定性的影响。     

基于正交设计模拟实验的预裂爆破参数优化方法研究

由于爆破施工周围待保护环境的复杂性和爆破扰动等有害效应的无法评估性,需对传统的预裂爆破技术进行更精细的改进和优化。采用基于正交设计的相似材料模拟实验方法对预裂爆破中的不耦合系数、同响孔数、孔距孔径比和有无导向孔四个因素进行分析,确定预裂孔成缝效果最优的起爆方式和爆破参数,并进行模拟实验验证。研究表明:装药不耦合系数取2、孔距取8倍炮孔直径、不设置导向孔、采用延期时间为12ms的逐孔起爆预裂方式,得到有效半孔率为85.4%、预裂缝宽度为25.4mm、原岩损伤率为13.5%,爆破效果综合评价最佳。     

预裂爆破技术在岩石破碎站基坑开挖中的应用

介绍了将预裂爆破技术应用于齐大山铁矿岩石破碎站基坑的开挖中,并取得了良好的效果,达到了工程要求的标准,且经济可行.