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.     

裂隙岩体爆破数值模拟研究

岩体中的裂隙直接影响到爆炸应力波在岩体中的传播,进而影响到爆破效果。针对宏观闭合裂隙岩体的特点,采用LS—DYNA与离散元软件3DEC相结合的方法,分别模拟了含1条裂隙、2条平行裂隙和2条相交裂隙岩体中爆炸应力波的传播特点。结果表明,台阶爆破中应力波的分布并不均匀,应力波主要朝自由面的方向传播;闭合型宏观裂隙阻碍爆炸应力波的传播,岩体中裂隙越多,最小主应力降低的越快,2条裂隙时,炮孔附近的拉应力降低了约30%。     

台阶爆破孔间延时时间优化模拟实验研究

为探究露天台阶爆破工程中孔间延时时间对爆破效果的影响规律,基于应力波与爆生气体共同作用理论,通过Ansys/LS-Dyna软件建立双炮孔三维实体模型,对比不同孔间延时时间下岩体应力、动能及破碎形态的变化规律,探讨了延时时间与岩体爆破破碎效果之间的关系,引入岩体完整性系数对延时时间的选取方法进行优化,并进行了现场试验验证。结果表明：孔间延时时间过小及过大,均不利于爆破能量的充分利用,存在一个爆破效果最优的孔间延时时间;数值模拟与理论计算得到的合理孔间延时时间基本相符,结合现场试验的岩体完整性表现,修正后的延时时间选取方法具有较好的适用性,在现场爆破参数优化调整后,爆破大块率降低了50%以上,为现场合理延时时间的确定提供了技术支持。     

变直径与等直径深孔爆破效果数值模拟优化

对等直径和变直径2种深孔形式爆破后岩体的位移进行了数值模拟,得出了采用变直径深孔爆破工艺可较好地解决露天矿高台阶开采的爆破根底问题等有意义的结论,为在高台阶开采的矿山推广变直径深孔爆破提供了一些定量指导依据.     

导爆索水孔爆破数值模拟及其应用研究

利用大型有限元程序对导爆索水孔爆破的爆破过程进行了数值模拟,研究了爆炸应力波在混凝土介质中的传播规律.为深入了解混凝土爆破损伤破坏过程和导爆索水孔爆破机理提供了一种有效方法,对实际爆破工程有十分重要的意义.     

分段装药结构爆破效果的数值模拟研究

基于大型非线性动力分析软件LS-DYNA,选用弹塑性模型*MAT_PLASTIC_KINEMATIC和JWL方程,建立无限岩体介质中中深孔爆破时连续装药结构和分段装药结构三维模型,并进行了数值模拟,再现了两种装药结构爆破过程中的应力发展过程,对比分析了它们在Von Mises有效应力分布、自由面有效应力峰值、孔壁压力分布及加速度等衰减上的差异。结合工程现场爆破实践验证了分段装药结构可以明显改善爆破效果。     

冷却塔爆破拆除的数值模拟研究

利用动力有限元软件Ansys/ls-dyna建立有限元模型模拟了某冷却塔爆破拆除的倒塌过程,取得了与实际爆破效果较为一致的结果。在此基础上,对此冷却塔模型在另外3种爆破切口下的倒塌效果进行了模拟,对比分析了爆破切口对冷却塔的倒塌过程、触地震动效应及爆堆面积的影响。     

台阶爆破岩石破碎楔块理论及数值模拟研究

在逐排或齐发爆破情况下,一般没有考虑岩石在单个炮孔爆破后产生的空间破碎形态问题。岩石在爆炸作用下产生的空间破碎形态主要受岩石性质,自由面状况、炸药性能等因素影响。逐孔起爆改变了岩石的自由面状况,进而对爆破效果产生了较大的影响。根据露天台阶爆破逐孔起爆条件下岩石动态破碎特征,提出了露天台阶爆破岩石破碎楔块理论,分析了逐孔起爆条件下,体积公式计算炮孔装药量的局限。采用有限元软件ABAQUS/EXPLICT中的CEL方式加载爆炸载荷,并结合混凝土塑性损伤本构(CDP)建立了双坡面三维台阶爆破模型,得到了不同时刻岩体内应力分布云图和裂纹扩展以及损伤演化情况。模拟结果表明:岩石爆破破碎楔块理论更加接近逐孔起爆条件岩石破碎状况,并有利于炮孔装药量计算。     

镇沅金矿中深孔爆破参数数值模拟研究

镇沅金矿一直采用无底柱分段崩落法进行回采,但爆破中存在大块率高、缩口比较严重等问题。为了确定合理的爆破参数,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对扇形炮孔爆破过程进行数值模拟,再现扇形炮孔爆破应力场变化过程,分析了爆炸仿真过程中的Von Mises有效应力峰值,确定了中深孔爆破最优的最小抵抗线和最大孔底距,为中深孔爆破提供理论依据。并对此参数进行了现场试验,现场中深孔爆破后,爆破效果良好,进一步证明了所确定的最小抵抗线为1.5 m,最大孔底距为2.0 m为最优爆破参数。     

爆破拆除框架结构建筑物的数值模拟研究

本文提出了基于矩阵位移法的框架结构拆除爆破模型,应用数值模拟方法对拆除爆破的机理和最小爆破高度进行了研究,得出了很意义的结果。     

露天矿采空区深孔台阶爆破的合理参数确定

为了减少安家岭露天矿爆破成本和提高爆破效果,用LS-DYNA软件模拟真实的现场环境和爆破过程,探讨并获得了30 m高度台阶的合理炮孔顶部充填长度和炸药单耗量。结果表明:在炮孔充填长度分别为7 m、7.5 m、8 m、8.5 m和9 m时,通过比较岩石最不利破碎点Y方向上拉应力与抗拉强度的大小,得出炮孔充填长度合理区间为8~8.5 m;在炸药单耗分别为0.45 kg/m3、0.50 kg/m3、0.55 kg/m3和0.60 kg/m3时,通过比较台阶坡底自由面处、两炮孔中心线延线距自由面0.5 m处和Y方向上相同高度台阶坡面处的拉应力与抗拉强的大小,得出合理的炸药单耗量为0.55 kg/m3。     

新桥矿爆破工艺与参数优化

为解决新桥矿大块率高、炸药单耗高及爆破效率低等问题,在对爆破工艺改进的基础上设计有限的爆破试验(13组试验)获取样本,并建立BP神经网络预测模型(隐含层节点数取9),以最小抵抗线W、孔间距a、周边孔距Z作为输入因子,以炸药单耗、大块率作为输出因子预测、优选爆破参数。优化推荐W=0.8 m、a=1 m、Z=0.8 m,对应的炸药单耗为0.2001 kg/t,仅为原工艺的50%;大块率为5.2091%,仅为原工艺的20%;生产效率提高了约65%。该方法采用有限的试验与智能预测相结合,实现低成本获取真实样本,并提高了预测精度。     

新桥矿爆破工艺与参数优化

为解决新桥矿大块率高、炸药单耗高及爆破效率低等问题,在对爆破工艺改进的基础上设计有限的爆破试验(13组试验)获取样本,并建立BP神经网络预测模型(隐含层节点数取9),以最小抵抗线W、孔间距a、周边孔距Z作为输入因子,以炸药单耗、大块率作为输出因子预测、优选爆破参数.优化推荐W=0.8 m、a=1 m、Z=0.8 m,对应的炸药单耗为0.2001 kg/t,仅为原工艺的50%;大块率为5.2091%,仅为原工艺的20%;生产效率提高了约65%.该方法采用有限的试验与智能预测相结合,实现低成本获取真实样本,并提高了预测精度.     

露天金属矿山边坡缓冲爆破技术优化研究与应用

边坡缓冲爆破可以有效减少超欠挖,降低爆破对保留区岩体的损伤破坏,维护边坡稳定,减少不必要的支护费用.此外,在相同条件下,采用缓冲爆破时边坡角可以适当增大,从而减少剥岩量,降低开采成本.因此,其对露天矿山生产具有非常重要的意义.在现有研究的基础上进一步阐述和分析了边坡缓冲爆破技术机理,对传统的缓冲爆破技术进行了优化,并在经山寺铁矿进行了应用研究.结果表明:该优化后的边坡缓冲爆破技术简单易行,经济效益显著.通过多次爆破施工观测,边坡坡比度、超欠挖度等指标完全达标.     

高耸建筑物爆破切口参数的数值优化

爆破切口参数的合理选取是高耸建筑物爆破成功的关键.借助有限元软件ANSYS,建立爆破切口形成瞬间时不同切口高度、切口长度的45 m烟囱三维实体模型,通过数值计算,可以获得在结构自重作用下引起的爆破切口支撑部的应力与应变状态.数值分析的结果与实际拆除爆破的效果表明,爆破切口参数是可以优化的,爆破切口长度取切口处筒体圆周长的62%～64%及切口高度取切口处筒体壁厚的2～3倍是比较适宜的.数值分析的结论对爆破的设计施工有一定的借鉴意义.     

金鼎钨钼矿露天台阶深孔爆破参数优化

为解决金鼎钨钼矿生产中存在的大块率过高、根底残留等问题,通过力学实验研究、数值模拟和现场试验,对该露天台阶深孔爆破参数进行优化。通过常规三轴试验研究,得到了该矿岩力学参数和矿岩性质,确定其矿岩炸药单耗0.68 kg/m~3;运用ANSYS/LS-DYNA软件对爆破参数进行优化,以炮孔密集系数m为变量,通过比较坡底、坡顶有效应力与岩石的动抗拉强度,判断相应炮孔密集系数下矿岩的爆破效果。结果表明:当炮孔密集系数m=1.5时,坡底和坡顶岩石均被破坏,大块明显减少,振动危害也小,达到预期爆破效果。将优化后的爆破参数(孔径d=20 cm,炸药单耗q=0.68 kg/m~3,炮孔密集系数m=1.5,孔排距为600 cm×400 cm)应用于生产现场,爆破效果大为改善,大块率低于5%。可以为类似极硬岩矿山提供参考经验。     

露天矿临近最终边帮控制爆破技术

为研究露天矿不同控制爆破技术对最终边帮的治理效果,以及对爆破振动波衰减和作业循环速度的影响等问题,着重探究PVC空气间隔预裂爆破方法对最终边帮控制爆破的适用性.以山煤集团河曲旧县露天煤业有限公司首采区大规模边帮治理工程为例,采用混装车可直接装药、PVC空气间隔柱间隔的新型空气间隔预裂爆破法同常规爆破法、密集缓冲孔法、传统预裂爆破法进行对比试验的手段,通过大量对比试验,监测各自控制爆破方法爆后边帮壁面平整度、保留岩体完整性和降振效果,以及作业循环时间,分析各自控制效果及优劣,得到结论:PVC空气间隔预裂爆破法在山煤露天矿可取得远优于常规爆破方法、密集缓冲孔法且不亚于传统预裂爆破的爆后壁面平整度和保留岩体完整性,相较于常规爆破降振率达到57％,且易于实现机械化、重复作业,作业时间缩减率为47.3％,有利于加快循环进度,实现边帮快速爆破处理.     

某水泥厂石灰石矿爆破地震效应监测及分析

作者通过对某水泥厂石灰石矿爆破地震效应的实际测试，找出了该矿条件下爆破地震波的传播规律，并提出了附近村庄安全条件下的优化爆破参数，有效地指导了矿山生产。     

新桥硫铁矿凿岩爆破参数优化试验研究

为优化新桥硫铁矿的凿岩爆破参数及爆破工艺,开展了系列单孔爆破漏斗试验.根据爆破漏斗试验的结果,选择不同凿岩参数,在新桥硫铁矿W523和W525采场进行了现场工业试验.利用BP神经网络对工业试验结果进行优选,以得到更为合理的爆破参数.综合分析,最终推荐矿山凿岩爆破参数为:炮孔排拒(最小抵抗线)1.1 m,炮孔间距1.3 m,炸药总单耗0.456 7 kg/t.实际应用表明,选择的凿岩爆破参数合理,极大地降低了生产成本.     

爆破震动对HML露天矿边坡影响的研究

频繁的爆破震动会对露天矿已有边坡稳定性造成影响。以HML露天矿为背景,监测爆破震动对边坡的扰动,用回归分析原理得出爆破地震波在岩体中传播衰减规律公式。为今后的爆破设计和震动的预测提供依据。在原有的数据基础上,利用LS—DYNA显式动力分析软件模拟矿山爆破,分析爆破地震波对边坡的影响。在边坡模型上选取点和单元体,通过分析比较其震动速度和有效应力的衰减规律,可以总结出地震波在HML矿山岩体中的传播规律和危害机理。为确保矿山生产顺利进行,维护矿山边坡的稳定性提供依据。