不偶合装药管道效应的理论研究

前言在深孔爆破中,由于硝铵类炸药卷与炮孔壁间存在径向间隙,当其装药长度大于一定值时,就会出现管道效应现象。由于这种效应的存在,常使炸药传爆到一定距离后爆轰中止,或爆轰不稳定,致使不能充分利用炸药爆炸能量来破碎岩石,直接影响了深孔爆破效果和井巷掘进速度。而未爆的残药还可能带来其它危害。为了解决这些问题,国內外不少学者进行了大量的实验研究。从对现象的观察和测试结果中提出了管道空气隙内存在有超前于爆轰波     

外部爆轰产生的等离子体对半约束药卷爆炸性能的影响

引言井下爆破中的所谓“沟槽效应”已经观察多年了。这种效应是当药卷没有完全充满炮孔时,爆炸药柱所出现的自抑制现象。对这种现象的通常解释是,爆炸产物压缩药卷和孔壁之间沟槽中的空气,产生冲击波,它超前于爆轰波并压缩、抑制爆轰。与这一解释不同,埃列克化学公司(Ireco Chemicals)最近进行的试验表明,“沟槽效应”可能是由外部爆轰产     

隧道爆破未爆残药影响因素分析

针对隧道爆破在初次应用数码电子雷管过程中,频发雷管爆炸而药卷残留炸药未爆的现象,通过对雷管尺寸、延时时间、人员以及环境因素的对比分析,发现雷管长度和延时时间为关键因素,于是提出采用起爆药包雷管居中、减小孔间延时、孔底反向起爆、密实连续装药等方法,促进爆轰产生和稳定传递,有效控制了药卷出现残药的情况。其对于使用同类型雷管的小直径药卷爆破具有普遍的参考意义。     

炮孔复合装药结构的功能和设计要求

在同一炮孔中装入两种不同爆速的炸药,形成复合装药结构。基于爆轰波传播理论,给出了高爆速炸药引爆下低爆速炸药爆轰波传播的波迹方程,指出复合装药结构具有爆轰波向一个主要方向传播的功能。利用具有这个功能的复合装药结构,可以达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等爆破目的。文中同时阐述了复合装药结构的设计要求。     

粉状乳化炸药燃烧转爆轰实验研究与数值模拟

对粉状乳化炸药进行了燃烧转爆轰实验,结果发现在没有持续热源的情况下,粉状乳化炸药不能自持燃烧.仅在强约束且在一定装药密度范围的情况下,粉状乳化炸药才能发生燃烧转爆轰现象.诱导爆轰距离与装药密度的关系曲线呈"U"型.研究表明,药床密度一定,粉状乳化炸药颗粒粒径越小,诱导爆轰距离愈短.火焰阵面沿轴线的传播速度大于径向传播速度,粉状乳化炸药燃烧前熔化.文中建立了粉状乳化炸药燃烧转爆轰的一维两相流数学模型,对粉状乳化炸药燃烧转爆轰过程进行了数值分析和模拟,结果发现,亚音速和超音速压缩波经过药床时作用效果是不一样的,亚音速压缩波经过药床时,压缩波的初态和终态参数是连续变化的;而超音速压缩波作用下,其初态参数发生突跃.数值模拟表明,诱导爆轰距离、爆速及压力值与实验结果吻合很好,根据模拟结果,对粉状乳化炸药燃烧转爆轰的过程进行了划分.     

对炸药爆炸管道效应的初步研究

(一)对管道效应的几点看法炸药爆炸时由于管道约束而出现的一些奇异现象已经被愈来愈多地发现了,其中较突出的有以下四类: ①传爆过程中经常发生的爆轰不稳定或中途熄爆现象,如图1所示的装药形式。②爆破过程中的定向作用现象,如图2所示的不偶合装药结构。     

井巷掘进中盲残炮,残孔的挤死现象

阐述了平巷掘进爆破工程中，偶然遇到的盲炮，残孔等未抛出的爆碴 ，被后爆孔的膨胀挤死，后炮孔内药卷被前相邻爆孔的膨胀，压实等现象，分析了产生以上现象的原因及预防措施。     

大直径药卷深孔爆破

从1981年起,我们在山东协庄煤矿使用了大直径药卷深孔爆破,取得了较好的效果。现将情况评述如下: 一、药卷直径对炸药爆轰性能的影响装药直径小于极限直径时,爆速随装药直径的增大而增加,一般工业炸药的极限直径大于常用药卷直径,因此,增大装药直径可使炸药的猛度和爆速增加。如2号岩石硝铵炸药的直径由35mm增大至45mm时,爆速由3300m/s     

起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响的离散元分析

爆堆形态是评估台阶爆破效果的重要指标,为研究起爆位置对台阶爆破爆堆形态影响,采用3DEC离散元软件,建立岩体强度参数服从Weibull分布的台阶爆破三维模型,通过考虑爆轰传播方向的荷载施加方法,模拟不同起爆位置下台阶爆破的动态破碎和抛掷过程。研究结果表明:在台阶爆破爆堆形态数值模拟中,不能简单地将爆炸荷载简化为瞬态爆轰,需要考虑爆轰波的传播方向。不同起爆位置下的爆堆形态存在显著差异,起爆点位置会影响鼓包运动最先发生的位置,从而影响岩块的抛掷方向和速度,影响爆堆的最终形态。孔底起爆时,爆破开挖方量最大,抛掷距离最远,堆积高度适中,松散系数最高,具有最好的铲挖效率。     

CL-20基薄膜炸药的爆轰特性研究

采用重结晶方法细化的CL-20炸药进行CL-20基薄膜炸药制备。研究了CL-20基薄膜炸药的爆轰性能、熄爆厚度和拐角效应,并与HMX基薄膜炸药进行对比。研究结果表明:在装药相对密度为85%时,CL-20基和HMX基薄膜炸药的爆速分别为8 393 m/s和8 069 m/s;CL-20基和HMX基薄膜炸药的熄爆厚度分别为0.23 mm和0.41 mm;相比HMX基薄膜炸药,CL-20基薄膜炸药的熄爆厚度更小,传爆能力更强。     

基于数值模拟的并敷装药爆破效果

为解决露天煤矿台阶爆破大块和根底过多的实际情况,采用乳化与铵油并敷装药结构的技术,同时运用数值模拟技术分析不同并敷装药比例对爆破效果的影响。结果表明:不同并敷比例的数值模型在700 us时的裂纹扩展损伤效果差异明显,全部使用乳化装药结构的裂纹扩展明显优于并敷装药结构,并敷装药结构优于全铵油装药结构;通过对比模型中#162351、#178235、#195563参考单元在不同并敷装药结构中的单元应力传播曲线和能量传播曲线的差异,佐证了沿不同爆速炸药并敷段的轴向,爆轰波总是以其中最大的爆轰速度进行传播的特性。     

提高改性铵油炸药质量的探讨

文章论述了用气流粉碎干燥硝酸铵球磨混药连续工艺生产的改性铵油炸药,虽然产品的质量性能指标能达到国家标准,但在工程爆破中用Φ32mm150g药卷对浅孔和深孔进行爆破效果差（特别对岩石硬度普氏系数f大于10的岩层）。针对这种情况,提出了球磨混药连续工艺的改进措施。改性铵油炸药的具体配比为硝酸铵91.8%、复合油相3.7%、木粉4.1%、改性剂0.4%为宜。     

含退役双基发射药的低爆速炸药的研究?

研究了一种含双基发射药的低爆速炸药。这种炸药以双基发射药作为敏化剂,以硝酸铵作为氧化剂,二者混合后形成低爆速炸药。炸药由质量分数为75%~80%的硝酸铵、15%~22%的双基发射药、1%~5%的密度调节剂和1%~3%的工艺添加剂组成。试验表明,在低爆速炸药中,随双基发射药质量分数的不同,可制备出满足不同需求的低爆速炸药产品。产品密度控制在0.76~1.02 g/cm3之间,爆速在1 500~2 200 m/s之间,猛度在8.8~9.7 mm之间,殉爆距离达到4 cm。分析探讨了双基发射药的含量、粒度、密度、直径等对爆速的影响。     

露天改性铵油炸药配方的研制和应用

在理论计算和实验的基础上,研究了露天改性铵油炸药的配方,并对其性能进行了研究。经工业生产验证,露天改性铵油炸药的配方为硝酸铵90％～92％、木粉5．5％-6．5％、复合油相2．5％～3．5％、高效改性剂0．3％（外加）,按该配方制造的炸药爆炸性能良好,适用于露天深孔爆破。     

大倾角层状岩体微差爆破盲炮研究

在一些节理面较明显的大倾角顺层岩体上爆破施工过程中,往往由于施爆网路微差时间设计不合理而导致产生一些盲炮。结合某工程实际地质情况下的爆破工况和爆破效果,计算分析了部分爆破网路中第一个炮孔起爆产生的振动导致层状岩体在软弱结构面产生一个炮孔直径的位移时间小于爆破网路地表总延期时间,致使地表网路还未完全传爆完毕岩体就已发生移动,岩体滑移导致炮孔错位将孔内未传爆导爆管切断而产生的盲炮现象。针对此种情况产生的盲炮,通过计算滑移体滑动一个炮孔的时间,确定了合理的爆破网路总延期时间,消除了盲炮现象,对同类工程具有一定的参考价值。     

一种光面爆破用乳化炸药的研究与应用

针对我国隧道掘进中光面爆破采用传统乳化炸药存在装药不便及爆破效果差的问题,改变现有装药方式,生产了新型25 mm乳化炸药,研究了该乳化炸药的爆炸性能、隧道掘进装药情况及爆破效果。结果表明,新型小直径乳化炸药爆炸性能符合GB18095—2000要求,储存期6个月以上;采用新型装药方式,经现场爆破施工,开挖面平整稳定,光面爆破效果较好。     

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。     

关于提高改性铵油炸药深孔爆破效果的研究探讨

改性铵油炸药装药密度大,在深孔爆破中容易出现“压死”现象。文中采用调整木粉细度和配比,外加一定量珍珠岩和一定量的膨化硝铵炸药等方案来降低装药密度。研究表明,调整木粉的细度及比例（3％-5％）对改善改性铵油炸药装药密度影响较小．外加1．0％-1．5％珍珠岩能有效降低装药密度,加入一定量的珍珠岩对炸药生产制备过程比较安全可靠;外加一定量（20％～30％）的膨化硝铵炸药能显著降低装药密度,加入比例越大（50％）效果越明显,同时能有效提高产品起爆感度。通过改进爆破使用方法,可有效提高改性铵油炸药深孔爆破使用效果。     

乳化炸药和膨化硝铵炸药的爆炸性能特征比较

以规格φ32 mm/200 g的1^#岩石乳化炸药、2^#岩石乳化炸药、一级煤矿许用乳化炸药、二级煤矿许用乳化炸药、三级煤矿许用乳化炸药及规格φ32 mm/150 g的岩石膨化硝铵炸药、一级煤矿许用膨化硝铵炸药、二级煤矿许用膨化硝铵炸药共8种工业炸药药卷为样本,测试了乳化炸药及膨化硝铵炸药的爆炸性能(药卷密度、爆速、猛度、作功能力、有毒气体产量)。分析比较了两类工业炸药爆炸性能及爆炸后有毒气体产量差异的原因,总结了两类工业炸药的性能特征。为产品配方的优化及进一步改良提供一定的参考依据。同时,为爆破作业人员根据工程特性和环境特点选择合适的炸药提供借鉴。