爆破成井装药结构与中心孔药量的模拟与实践

为研究小断面急倾斜天井采用VCR法一次爆破成井的中心孔药量问题,采用ANSYS/LS-DYNA对成井过程进行了数值模拟。根据C·W利文斯顿球状药包理论,采用5孔布置、单孔中心掏槽、同分层中心孔与边孔不等高装药模拟成井过程。通过观察爆炸作用下岩石塑性应变场的变化,确定该方法能够很好地解决岩石夹制性问题。进而,改变中心孔药量进行多组模拟,发现不同中心孔药量与井壁上不同位置的单元应力对岩石抗拉强度的二阶矩的值呈非线性关系,并由此总结出中心孔药量的确定方法。工程实例验证了采用不等高装药与使用合理的药量能够达到理想的成井效果。     

爆破成井装药结构与中心孔药量的模拟与实践

为研究小断面急倾斜天井采用VCR法一次爆破成井的中心孔药量问题,采用ANSYS/LS-DYNA对成井过程进行了数值模拟。根据C·W利文斯顿球状药包理论,采用5孔布置、单孔中心掏槽、同分层中心孔与边孔不等高装药模拟成井过程。通过观察爆炸作用下岩石塑性应变场的变化,确定该方法能够很好地解决岩石夹制性问题。进而,改变中心孔药量进行多组模拟,发现不同中心孔药量与井壁上不同位置的单元应力对岩石抗拉强度的二阶矩的值呈非线性关系,并由此总结出中心孔药量的确定方法。工程实例验证了采用不等高装药与使用合理的药量能够达到理想的成井效果。     

天井裂隙区VCR法爆破参数的研究

本文以深孔ＶＣＲ法分段爆破Ｗ—５天井裂隙区域的全过程，着重论述了“无空孔”螺旋掏槽眼的垂直深度布孔参数、一次分段爆破高度的参数及相关爆破参数的计算，进行了一系列的试验，取得了较好的成效。     

VCR法爆破快速成井的应用技术

把垂直深孔落矿法（VCR法）的掏槽经验推广应用在天、溜井施工中,解决了普通法、吊罐法、爬罐法掘进速度慢、功效低、劳资强度大、木材消耗量大、风尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷。加快成井速度,降低了施工难度及工程成本,保证了工程质量,降低了施工中的安全风险,在天井、溜井施工中具有较好的推广价值。     

急倾斜坚硬厚煤层预裂爆破数值模拟

兴泰煤矿主采层二1煤层为急倾斜坚硬厚煤层,由于二1煤层的煤岩体强度很高,并且块度很大,这给二1煤层的开采带来了极大的困难。针对二1煤层中煤炭难以开采的现状,运用ANSYS/LS-DYNA动力分析工具对二1煤层的深孔预裂爆破进行了数值模拟,以破坏不利单元的拉应力变化曲线峰值达到煤的抗拉强度为准则,优化了预裂爆破参数。模拟过程中分别取炮孔间距为3.0 m、3.5 m、4.0 m,然后确定各项参数,以及合适的装药结构和起爆方式。通过对3种方案的数值模拟,最终得到炮孔间距为3.5 m时其各项参数为最优爆破参数的结论。     

VCR法爆破开掘充填井数值模拟

排山楼金矿以露天坑作为尾矿库,其北帮下侧空区复杂且处于亚稳定状态。为保证空区顶板岩层不冒落,露天边帮稳定不垮塌,提出采用VCR法开掘充填井快速充填空区的治理方案。设计中心与大小圆两层布置炮孔方案,采取孔外微差、单分层爆破。应用FLAC3D对VCR法掘井进行动态数值模拟,确定VCR法是一种可靠的开掘深充填井方法,同时预测了地表裂缝带和边坡浮石掉落的结果,并提出了应对措施。通过VCR法的有效实施,成功的开掘了一条直径约5 m,深度约56 m似圆形充填井,使空区快速充填治理得以实现。     

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。     

水下钻孔爆破的数值模拟

利用LS-DYNA对水下钻孔爆破岩石破碎过程进行了数值模拟,根据不同厚度水层覆盖条件下的爆破物理图像,结合岩石内3个单元的应力变化时程曲线,对起爆后10ms内岩石中的应力变化进行了分析;并根据岩石中裂隙的形成和发展情况,对爆破动载作用下水下岩石的破坏情况进行了相应的理论分析。模拟结果可应用于水下钻孔爆破的参数设计。     

水下钻孔爆破的数值模拟

利用LS-DYNA对水下钻孔爆破岩石破碎过程进行了数值模拟,根据不同厚度水层覆盖条件下的爆破物理图像,结合岩石内3个单元的应力变化时程曲线,对起爆后10ms内岩石中的应力变化进行了分析;并根据岩石中裂隙的形成和发展情况,对爆破动载作用下水下岩石的破坏情况进行了相应的理论分析。模拟结果可应用于水下钻孔爆破的参数设计。     

基于深孔预裂的球状药包爆破一次成井技术

为保证一次爆破形成垂深30 m的大断面天井,本文提出了基于深孔预裂的球状药包爆破一次成井技术.首先通过对预裂爆破作用机理分析,选取了炮孔不耦合系数为3.1、线装药密度为1.61 kg/m、预裂孔间距为1.3m等预裂爆破主要参数;同时根据爆破漏斗试验和球状药包爆破特点选取了圆形布孔、球状药包爆破孔间距为2m、分层高度为3 m、同层同段起爆、分层微差200 ms等球状药包爆破主要参数.最后根据所选参数在三道庄露天矿进行现场实验,实验达到了预期的爆破效果,证明该技术在深孔一次爆破成井可行,对类似工程具有一定参考价值.     

爆破漏斗形成过程的数值模拟研究

爆破漏斗是爆破破坏的基本形式.利用Ls-dyna软件,模拟了条形药包和集中药包起爆时爆破漏斗的形成过程和形态,对模拟结果进行了分析,计算结果表明:靠近炸药部位的岩石是由于压缩破坏,岩体表面属于拉伸破坏,压缩破坏区和拉伸破坏区存在较明显的分界线.     

基于预裂成缝对爆破参数拟合的数值模拟分析

通过ANSYS—LSDYNA软件对不同爆破参数条件下的预裂缝过程进行模拟,并对预裂缝的爆破效果进行了计算分析,对几组符合爆破实际情况的线装药密度、孔间距、炮孔直径参数进行分析,回归推导出预裂爆破线装药密度公式,并从模拟过程看出,预裂缝裂隙是先从孔壁开始形成并向中点发展,而不是应力波干涉理论认为的裂缝首先从中点产生,并向两孔发展。为预裂爆破理论研究和参数的合理确定提供了一条有效的途径。     

粒状铵油炸药轴向连续装药预裂爆破数值模拟及应用研究

针对乳化药卷供应不足制约预裂爆破进展的问题,探索了一种新的装药结构模式,即采用低威力的多孔粒状铵油炸药轴向连续、径向不耦合的装药方式.在理论上验证了该装药结构的可行性,同时采用LS-DYNA软件数值模拟的手段,对照矿山实际孔径建立1:1模型,对比分析了与传统乳化药卷不耦合装药结构的差别,得出了粒状铵油炸药轴向连续装药在...     

节理岩体爆破数值模拟

岩体的节理裂隙常常会影响爆破效果,而且会由此增加大块率,提高爆破成本.为了探明节理岩体爆破特点,首先采用有限元方法模拟了节理岩体爆破应力场的分布特点,接着分析了在台阶底部不同点的等效应力的变化规律,最后模拟了爆炸能量在节理岩体的传播规律.研究结果表明,节理裂隙能有效地反射爆炸应力波,节理裂隙越多,波的反射就越强,而且反射波的强度随着弱面与岩体间的波阻抗的差值的增加而加大;台阶底部各点的有效应力随着节理裂隙的存在而发生复杂的变化,而不象在均质岩体中一样有规律;炸药爆炸产生的动能在节理岩体中衰减快,透过闭节理时能量的衰减比透过充填节理要慢,爆炸能量透过倾斜节理时衰减较慢,而透过垂直节理时衰减较快.     

水下深孔爆破间隔装药起爆时差影响的数值模拟

文章以舟山大神洲舾装码头前沿炸礁工程的数据为基础,采用ANSYS/LS—DYNA软件进行数值模拟,建立水下深孔孔内间隔装药结构中两段装药不同起爆时差的计算模型,分析了不同起爆时差对爆破效果和爆破振动的影响。计算结果表明:当孔内间隔装药两段装药的起爆时差为6ms时,既可以降低爆破振动带来的危害,又可以提高爆破效果。     

Numerical Simulation of Blasting Effect with Divided Charge Structure

This paper numerically simulates the stress development and generates a three-dimensional model of the medium-deep hole blasting in infinite rock mass for continuous charge and divided charge in blasting by using the large-scale nonlinear dynamic analysis software LS-DYNA and the elastic-plastic model *MAT_PLASTIC_KINEMATIC and JWO-EOS. The difference of the decreasing rate in Von Mises effective stress of blasting, element effective stress peak in free face, the bore wall stress and acceleration are investigated. It is shown that divided charge could greatly improve the blasting effect by engineering blasting practice.     

装药起爆位置对爆炸能量传递影响的数值模拟

采用数值模拟软件LS-DYNA模拟了带壳装药在土壤层中在其不同端面起爆时爆炸产生的应力波,在上层半无限混凝土介质中的传播过程,得到了装药不同端面起爆时产生的应力波在混凝土中随时间和位置的变化规律.模拟结果表明,在装药底端面起爆时爆轰能量利用率较高,对混凝土的作用效果较好,能够为提高装药结构威力设计提供一定参考依据.