裂隙岩体空气间隔装药数值模拟研究

节理裂隙是自然岩体普遍具有的特征,工程实践与研究均表明岩体裂隙对于岩石爆破效果存在显著影响.针对空气间隔装药在裂隙岩体中的应用问题,采用有限元分析方法对不同节理间距条件下垂直节理岩体空气间隔装药爆破进行了数值模拟,分析了不同节理裂隙间距条件下爆破的损伤效果与应力分布情况,探讨了裂隙岩体对空气间隔装药爆破效果的影响作用.     

露天矿边坡控制爆破的安全技术

在露天矿中随着开采深度的增加,边坡越来越高,所以,在生产过程中,必须考虑边坡的安全稳定性问题。边坡爆破在使用现场混装车装药时,采用空气间隔装药结构,利用预裂爆破和缓冲爆破相结合的方式,通过试验,分析爆破对岩体破碎质量、开挖轮廓成型质量及其对岩体的损伤特征,验证了采用与现场混装车装药相配套的不耦合装药技术(空气间隔装药),选取合理的参数,可以控制爆破对矿山边坡部位的损害,保证边坡的稳定性,实现安全生产。     

空气间隔装药的工程应用

介绍了常见空气间隔装药结构,从理论和实践上分析了空气间隔装药爆破技术在不同开挖工程中的应用,并对降低爆破单耗、震动、提高爆破破碎效果和经济效益作了评价。     

空气间隔装药技术及应用

介绍了常见空气间隔装药结构,从理论和实践上分析了空气间隔装爆破技术在不同开挖工程中的应用,并对降低爆破单耗、震动、提高爆破破碎效果和经济效益作了评价.     

基于流固耦合的光面爆破不同空气间隔装药分析比较

针对光面爆破应采用何种空气间隔装药方式为宜的问题,采用流固耦合分析算法,分别对顶部空气间隔装药、底部空气间隔装药、中部空气间隔装药以及分段空气间隔装药4种光面爆破空气间隔装药结构进行了数值模拟,并分析比较了4种不同空气间隔装药条件下的孔壁峰值应力、光爆压力破岩能力、爆破减振效果。4种装药结构的现场试验结果表明:分段空气间隔装药具有孔壁应力分布均匀、破岩能力较强、减振效果理想、实际爆破效果好等优点,值得在光面爆破中推广应用。     

裂隙岩体毫秒延时与空气间隔装药爆破关键参数优化研究

为提高裂隙岩体爆破效果,以贵州省某道路施工爆破工程为背景,在爆破施工现场进行毫秒延时与空气间隔装药爆破试验。毫秒延时爆破试验结果表明,随着延时加,毫秒延时爆破的平均块度和最大块度呈先下降后上升趋势。其中,60 ms延时爆破产生的平均块度为15.8 cm,最大块度为49.11 cm,获得的爆破效果最好。空气间隔装药爆破试验结果表明,随着空气间隔比例的增大,各组爆破产生的平均块度和最大块度呈现增加趋势,且当间隔比例超过20%后,其大块的增幅较为明显。因此,裂隙岩体毫秒岩石爆破的最优延期时间建议为60 ms,空气间隔装药爆破的最佳空气间隔比例建议为10%～15%。     

孔底真空间隔装药爆破试验研究

通过对混凝土模型进行爆破试验,对比了孔底真空间隔装药与孔底水间隔、孔底空气间隔、连续装药的爆破效果;利用测振仪采集数据,采取网筛尺寸法,以块度与爆破漏斗体积的百分比作为衡量标准,对孔底真空间隔装药技术进行初步探究。结果表明:采用孔底真空间隔装药技术爆破,模型破碎块度均匀性优于连续装药结构与其他介质孔底装药结构;孔底真空间隔装药技术有利于岩块破碎,减少爆破根底;真空间隔装置具有缓冲和滞后作用,能使炮孔中炸药能量分布更为均匀。     

孔底空气间隔装药改善爆破震动和效果的研究

在保证矿岩充分破碎的前提下,采用孔底空气间隔装药可有效降低爆破震动的峰值质点振速、降低大块率和减少根底.无孔底空气间隔装药和有孔底空气间隔装药的对比试验研究结果表明,孔底空气间隔装药能使爆破平均降震率达到10%～15%,大块降低率达30%以上.研究结果为凿岩爆破机理和设计提供了理论依据,并可为类似爆破工程提供参考.     

空气间隔装药技术在露天煤矿爆破开采中的应用

在概述空气间隔装药爆破机理的基础上,以某露天煤矿为例,通过爆破试验确定出最佳的空气间隔装药爆破参数,并对爆破效果进行综合评价。评价结果表明,装药结构对露天煤矿爆破效果有较大影响,通过采用合理的装药结构,能显著改善爆破效果,并节约爆破成本,保证煤矿生产安全。在综合考虑爆破效果及爆破成本的情况下,将PVC管空气间隔器的长度确定为1.20 m,所对应的爆破后冲距离最短、铲装运输效率较高、炸药单耗量较小。     

不同位置间隔装药爆破损伤实验

为研究间隔装药爆破对保留岩体的损伤规律,在水泥砂浆模型中进行爆炸实验,并在爆炸前后利用超声波测试技术,对模型进行声波速度测试。结果表明:岩体径向爆炸损伤随距炮孔距离的增加而呈现有起伏的降低,岩体轴向爆炸损伤装药段处最大,空气段处最小;对于装药结构,中部装药结构损伤最小,上部装药结构次之,下部装药结构损伤最大。为了控制岩体损伤效应,炮孔宜采用中部装药起爆方式,可以优化间隔装药爆破效果。     

孔底间隔介质对岩体损伤规律研究

为研究孔底不同间隔介质装药条件下,爆炸荷载不同,对岩体损伤、炸药与岩体之间的能量传递影响。利用数值模拟软件ANSYS/Autodyn,基于JH-2本构,建立小比例单孔爆破模型,获取孔底不同间隔介质装药条件下,不同强度爆炸荷载作用下对岩体损伤的影响规律;计算现场混装炸药JWL状态方程,引入台阶爆破模型,获取减少药量,添加孔底间隔介质,对岩石细观损伤、应力变化、能量传递影响规律;借助图像处理手段,对不同装药条件下岩石损伤与破碎块度进行量化处理,对能量传递效果作出评价。研究结果表明：（1）炸药与岩石合理匹配会提高能量传递效率,爆热越高的炸药,释放能量越多,传递到岩石能量也越高。（2）孔底间隔装药条件下,炸药与岩体匹良好,间隔介质为水介质可提高损伤5%,匹配度较差时,水介质可提高损伤12%。（3）当减少药量,改变装药结构,合理添加孔底间隔介质,会达到与连续装药条件下相近损伤效果。研究可为工程设计中连续装药与孔底间隔装药条件下炸药选型提供参考。     

不同介质间隔装药爆破数值模拟

为研究间隔介质对间隔装药爆破效果的影响,利用非线性动力分析软件LS-DYNA,建立单炮孔模型并进行模拟。观察水、空气间隔时爆破过程中应力发展,分析孔壁压力的变化,孔口有效应力分布及岩石中应力衰减过程。研究表明:水间隔爆破时,作用在间隔段孔壁上压力比空气间隔时大,但水间隔时岩石中爆炸应力衰减速度更快,当爆心距超过一定范围后,不同间隔介质装药爆破在岩石中产生的应力趋于一致;水间隔爆破时,炮孔孔口处有效应力峰值略小,但其峰值脉冲时间更长,更有利于孔口岩石破碎,降低大块率,改善爆破效果。     

土石方控制爆破减振试验研究

针对贵阳天河潭大道山体开挖爆破对周围民居建筑的安全威胁,通过现场爆破试验,分析比较了耦合生产爆破、空气间隔装药爆破、小孔径(Ф40 mm)爆破3种不同爆破方案的爆破振速峰值与爆破破碎效果,利用萨氏公式回归计算了不同爆破方案下以振速为安全判据的最小安全距离,结果表明,0.5 cm/s为控制标准下,耦合爆破、空气间隔(孔中部)爆破、小孔径爆破的安全距离分别为67,54,31 m,且小孔径的破碎效果最好。     

露天煤矿高台阶爆破装药结构数值模拟分析

为优化露天煤矿高台阶爆破装药结构,对现有高台阶爆破装药结构进行调查,结合矿区的地质特征、岩体构造、岩石的物理力学特性及装载设备等方面,分析得出不同的方案。根据理论分析结果,采用ANSYS/LS-DYNA软件进行爆破数值模拟。结果表明,高台阶爆破采用空气间隔装药优于连续装药,取得较高的经济效益。     

安家岭露天矿台阶爆破质量优化研究

为了提高安家岭露天矿煤岩台阶的破碎效果,降低爆破成本,比较深入地分析和研究了岩体的节理裂隙、孔网参数的布置、起爆方式以及台阶深孔爆破装药技术等几种因素对台阶爆破效果的影响。针对该矿在爆破生产过程中遇到的拉底和大块问题,通过改变和调整孔网参数、装药结构、炸药单耗、起爆药包位置及微差间隔等技术措施,改善了煤岩台阶的破碎效果。实践表明,这些爆破技术的优化提高了该矿的综合生产效率,也使开采成本得到了一定的控制。     

预裂爆破在软岩路基开挖中的应用

西康线小河站区段岩石松软破碎,为确保边坡的稳定性,在其路基开挖中采用了预裂爆破技术。施工中采用不耦合装药和空气间隔装药,取得了较理想的爆破效果,其经验可供在类似条件下进行预裂爆破时参考。     

对某磷矿中部空气间隔装药结构最佳间隔比例的研究

针对云南某磷矿在露天爆破生产中部空气间隔装药问题,通过设计填塞长度不变的条件下不同空气间隔比例方案,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对5种不同空气间隔比例进行数值模拟分析,在对试验方案的不同空气比例的装药结构的爆破应力云图以及对爆破提取有效应力曲线进行对比分析,并参照爆破安全规程的标准,获得填塞不变下中部空气间隔装药的最佳的空气间隔装药比例为15%,并将模拟方案进行现场验证,从爆破过后的大块率、降振率和经济效益来验证该方案的正确性;依据萨道夫斯基公式得出该条件下的k,α值,为矿山日后爆破生产提供了理论依据。     

矿山掘进爆破周边孔轴向间隔装药数值模拟及应用*

在岩石坚硬的巷道掘进爆破时，常采用周边孔连续装药形式，针对装药量过大而导致的炸药周围超挖严重及孔口因岩石强度较大却出现欠挖的问题，提出采用轴向空气间隔装药结构。根据理论计算爆破后粉碎区的长度，并结合类似矿山相关经验，确定装药间隔长度40 cm，并对40 cm间隔长度数值模型模拟分析。结果表明，40 cm空气间隔装药能保证良好的爆破效果，使炸药下部岩石在充分破坏的前提下能保护上部围岩不受破坏，且能保证孔口岩石产生受拉破坏。通过现场试验，验证了在坚硬岩石中采用空气间隔装药爆破，相比无空气间隔的爆破，在保证巷道整体成型的情况下，周边孔的半孔数量增加，爆破效果显著提升。     

干旱区露天矿爆破作用线理论与实践研究

针对干旱区露天煤矿非构造裂隙岩体爆破过程中出现的大块率高、爆堆不规整等问题,提出了爆破作用线起爆技术,通过增加岩体内侧向爆破自由面、加强爆破作用方向及强化爆破作用破碎强度三方面,探讨了爆破作用线对非构造裂隙岩体爆破作用的影响。研究认为:对于深凹露天矿炮区中存在的非构造裂隙岩体,确定爆破作用线方向,设计采用非电导爆管加"四通"的斜线逐孔毫秒微差单侧或双侧向自由面不耦合集中或分段装药深孔爆破,可加强爆破作用线上炮孔对节理、裂隙发育岩体的破碎效果。对不同高度山体(50m,35～50m,35m)和倾角的山坡露天矿,采用分区、分段间隔爆破作用线逐孔毫秒微差上、下层分次或同时起爆、垂直深孔不耦合分段装药或倾斜孔散状耦合装药的爆破方式,可使爆破大块率降低。     

切缝药包空气间隔装药爆破的动态测试

为了研究不同装药结构的爆破效应，利用超动态应变测试系统，研究了水泥砂浆中切缝药包空气间隔装药爆破介质的动态响应。研究结果表明:采用空气间隔装药后，与连续装药相比，试件内同一位置应变峰值降低，空气柱起到了缓冲和储能的作用；切缝药包爆破中，切缝方向应变衰减速度较快，而随着距炮孔距离的增加在平行和垂直切缝方向的应变值则越来越接近；轴向不耦合系数在1.5～2.0之间爆破效果较好，间隔长度过大时，切缝方向和垂直切缝方向应变的比值有降低的趋势，影响定向爆破效果。研究结果为实际工程爆破提供了实验依据。