结构面岩体爆破破坏机理探究

岩体多属于各向异性的复杂不连续体。岩体中主要结构面在爆破时,会对岩石的破坏和最终的爆破效果产生影响。总结了结构面岩体爆破破坏机理的研究现状,并从应力波传播、岩体破坏方式等方面研究了结构面岩体爆破的影响。在研究结构面岩体爆破破坏作用机理的基础上,提出改善爆破效果的技术措施,供同类型矿山参考。     

深部岩体水耦合爆破裂纹扩展数值模拟研究

为认识深部高地应力岩体水耦合爆破裂纹扩展过程及机理,选择试验验证的RHT本构,采用LS-DYNA对水耦合装药单孔在不同原位应力场下的岩体爆破裂纹扩展进行数值分析.模拟结果表明:水耦合的方法延长了爆炸作用时间,提高了岩体中爆炸应力峰值和PPV(质点振动速度峰值),增强了爆破致裂岩体的效果;原位应力在深部岩体水耦合爆破中起...     

光面爆破在井下破碎岩体开挖中的应用

光面爆破是破碎岩体施工中非常重要的一种技术。文章针对光面爆破,分析了破碎岩体中光面爆破的参数设计,具体介绍了光面爆破实施过程中的各项工艺,最后根据实际爆破情况,介绍在施工过程中需要注意的相关事项。希望本文对光面爆破应用的介绍能够得到相关人员采纳。     

频繁生产爆破加载下饱水岩体累积损伤效应声波测试研究

随着矿山生产爆破的持续进行,爆破对工程岩体造成的损伤存在一个不断累积的过程,当累积超过其承受极限时,将造成边坡滑坡等失稳破坏。采用现场声波测试方法,以声波波速变化表征岩体损伤度,结合LS-DYNA动力有限元数值建模,对矿山频繁爆破加载下饱水岩体累积损伤特性进行试验研究。结果表明：频繁爆破加载作用下,节理裂隙较发育的工程岩体受到的损伤存在不断积累的过程。由于岩体的饱水状态,前期的爆破次序中岩体出现损伤的现象极少。随着爆破的持续,岩体出现损伤破坏的现象逐渐增多,且大多为损伤度的突变剧增;饱水岩体表征的损伤阈值应小于0.19,实际发生损伤的现象应比测试结果更多;工程岩体受到频繁爆破加载作用下的累积损伤主要表现为原生裂隙的持续扩张及相互贯通,且岩体裂隙在含水情况下更容易发生破坏贯通。     

爆破对岩石的损伤影响及损伤控制研究

从理论上分析了爆破对岩体基本质量指标BQ的影响。介绍了几种降低损伤作用的爆破方法,同时通过计算爆破对岩体基本质量指标、岩石完整性指数和爆破影响岩体完整性指标等参数分析了不同爆破方法对岩石的损伤作用,并得出了令人满意的结果。     

岩体及充填体爆破振动速度衰减规律研究

巷道掘进爆破中,爆破振动是影响巷道稳定性和充填体稳定性的重要因素,频繁的爆破振动会对巷道围岩和充填体造成损伤,最终发生失稳破坏。通过建立爆破振动监测系统,改进爆破方案和监测位置研究岩体和充填体爆破振动速度衰减规律,得出岩体与充填体振动速度衰减规律的差异性,从而优化焦家金矿爆破药量。研究结果表明：距离爆源越近,爆破振动速度越大,而且会随着爆心距增加逐步衰减;最大振动速度出现在爆源附近,采场爆破对充填体的扰动破坏更大;距离爆炸点相等的充填体平均振动速度为0.223 cm/s,要大于岩体平均振动速度(0.087 cm/s)。根据焦家金矿岩体爆破振动速度传播特点,结合GB 6722—2023 《爆破振动安全规程》,得出了最大单段药量与安全距离的对应关系,提出了一种新的动力应力比法,不仅为优化凿岩爆破设计和爆破药量设计提供依据,而且为焦家金矿深层矿床安全高效开采提供可靠的保证。     

柱形装药在典型岩体内应力波的数值计算

为了分析柱形装药在不同岩体内爆炸应力波的传播规律,针对德兴铜矿露天采区实际爆破情况,采用有限元动态力学分析软件,数值模拟了乳化炸药在炮孔直径为250mm、装药结构为耦合装药、三种典型岩体内的爆炸应力波的衰减规律,得到岩体中爆炸应力波衰减曲线公式和数值模拟结果,为爆破孔网设计以及盲炮处理提供依据。     

中深孔爆破振动传播特性分析与控制

爆破振动是引起地下矿山岩体失稳的重要原因,掌握爆破振动传播特性,有效控制爆破振动危害,对矿山安全高效生产具有重要意义。为研究金山金矿湾家坞矿区中深孔爆破对采场周边构筑物的影响,开展爆破振动测试工作。对采集的爆破振动信号,从爆破振动强度、频率、时间等方面进行综合分析,并建立湾家坞矿区爆破振动强度的传播模型。确定了中深孔爆破振动影响范围,获取了允许的最大单段药量计算方法,优化了排间微差起爆时间,使中深孔爆破参数更为合理,确保采场周边运输巷道、硐室等构筑物岩体的稳定性,进而实现矿山绿色、安全、高效的生产目标。     

露天矿预裂爆破对边坡的损伤研究

基于质点振速对岩体损伤的判据,利用Tc-4850爆破振动测试仪,对某大型露天铜矿的预裂爆破荷载作用下产生的边坡损伤效应进行了现场试验研究。研究表明:预裂爆破对高陡边坡的影响深度为0.45-0.75m;随着与爆源距离的增大,岩体爆破损伤程度减小,累积损伤效应逐渐变得不明显;水平和垂直方向测试结果存在着较大的差异,说明爆破作用下岩体损伤具有各向异性的特征。测试结果为进一步进行岩体力学参数的研究和高陡边坡的稳定性分析提供了参考依据。     

裂隙岩体爆破技术在朱矿应用的研究

通过对裂隙岩体爆破技术的理论研究，在充分进行地质调查的基础上，对朱矿岩体进行可爆性分级，从而在实践中进行优化爆破设计和施工，取得了较好的效果。     

节理发育岩体巷道掘进爆破数值模拟与应用研究

节理面、软弱夹层和断层等地质不连续面是影响巷道掘进爆破效果的重要因素。根据岩体中应力波的传播理论,以某煤矿轨道下山为工程背景,利用LS-DYNA软件对倾角为68°、宽度为3 cm的节理岩体巷道掘进掏槽爆破进行模拟分析,验证了理论分析中节理面对爆炸应力波传播的影响。结果表明：节理面破坏了岩体的整体性,其背爆侧岩石破碎较弱,而迎爆侧由于节理的反射作用岩体破碎加剧。提出了掏槽孔中心直眼采用孔内间隔延期装药结构和?35 mm的炸药以增加掏槽爆破能量,合理布置炮孔、减少节理面附近炮孔装药量,并辅以增加炮孔深度、提高堵塞长度和质量等措施,延长了爆炸能量作用时间,提高了爆破效率。现场应用取得了良好的效果。     

基于主成分分析—支持向量机模型的矿岩可爆性等级预测研究

矿岩可爆性等级的准确评判对爆破开挖设计以及岩土工程的安全稳定具有重要意义。通过综合考虑岩体固有属性与实际爆破效果对矿岩可爆性等级的影响,选取了岩体声波、波阻抗、爆破漏斗体积、大块率、小块率和平均合格率共6类指标,进行可爆性预测研究。为消除影响指标之间的信息重叠,针对55个矿岩样本数据集的大量信息,采用主成分分析法降维,提取得到包含98.38%原始信息的4类主成分,最后引入支持向量机模型对可爆性等级进行预测研究。研究结果表明：（1）与原始SVM模型相比,基于主成分分析法—支持向量机的预测模型不仅降低了数据的维度,同时使得矿岩可爆性等级预测准确率由78.5%提高至90.1%;（2）基于主成分分析法—支持向量机预测模型的评判结果与实际情况较为吻合,少量误判主要发生在部分特征差异性较小的矿岩样本之间。基于分层随机抽样技术的PCA-SVM预测模型,保证了训练集与测试集样本数据的随机性和差异性,对研究指标维数较多且部分指标间相关性较强的数据模型具有较强的适用性,对相似工程的研究具有一定的借鉴意义。     

基于RHT模型双孔同时爆破均质岩体损伤的数值模拟

为探究双孔爆破时炮孔间距和额外自由面对爆破过程中爆破损伤的影响,基于RHT（Riedel-Hiermaier-Thoma）损伤本构建立了多组三维数值模型,利用模型损伤云图研究不同爆破条件下的岩石爆破过程,通过自定义变量—有效损伤率的变化探究炮孔周围岩石损伤的时空演化过程。结果表明：随着炮孔间距的增加,岩石有效损伤率逐渐递减,相同截面处的有效损伤率在炮孔间距最小的方案中最大,相邻炮孔间的爆破能量叠加作用随炮孔间距的增大而减弱,合适的炮孔间距可以获得更加理想的爆破效果;岩石有效损伤率随着自由面到炮孔中心处距离的增大而逐渐减小,爆破能量倾向于向自由面方向传播,额外自由面对爆破能量分布的影响随自由面与炮孔间距的增大而减弱。数值模拟结果对研究双孔爆破能量的传递法则具有一定的借鉴意义。     

巴鲁巴铜矿基于加权聚类分析的岩体可爆性分级

采用加权聚类分析方法对巴鲁巴铜矿矿岩进行可爆性分级。基于岩体的密度、抗拉强度、抗压强度、岩体完整性系数这四个指标对岩体进行可爆性分级。经计算得巴鲁巴矿岩的可爆性分级为:泥质板岩、泥质石英岩为难爆岩体;白云质片岩、砾岩可爆性为中等可爆岩体;过渡带片岩为易爆岩体。岩体的可爆性分级结果,对于优化爆破参数、改善爆破效果有重要意义。     

不同地应力下爆破振动效应分析

为研究岩石在不同地应力下的爆破振动效应,选择经验证过的岩石本构,利用ANSYS/LS-DYNA隐式—显式序列求解方法,对不同侧压力系数下岩石爆破过程进行数值分析。分别构建了侧压力系数为0.1、0.5、1.0、2.0、4.0条件下的计算模型,数值模拟结果表明：初始地应力对爆破有较强的抑制作用,岩石破碎区受侧压力系数的影响较小,爆破裂纹优先向较大的地应力方向延伸;岩石质点振动速度峰值（PPV）到达时间不受侧压力系数的影响;当侧压力系数小于1.0时,水平方向的质点振动速度峰值大于竖直方向;当侧压力系数大于1.0时,竖直方向的质点振动速度峰值大于水平方向。     

掏槽孔超深深度对爆破效果的影响

煤矿岩巷钻爆施工中,速度的关键在于掏槽.随着岩巷掘进工程量不断增大,虽然炮孔深度逐渐增大,但是掏槽孔超出普通孔的长度并没有改变,基本保持在200 mm及以下.针对掏槽孔超深与炮孔利用率这一问题,本文在超深系数η的基础上,引入裂隙区重合度φ的概念,利用数学建模方法,分析了不同超深深度爆破时的岩石应力状态,建立了超深深度及岩石碎胀系数之间的关系,并确定了掏槽槽腔主要参数的计算公式及取值范围,发现存在最优掏槽孔超深系数η和裂隙区重合度φ,使得炮眼利用率最高.利用LS-DYNA数值模拟分析了掏槽孔超深爆破时爆炸应力波的传播规律和孔底岩石的受力特征,并比较了200、300、400和500 mm不同超深深度的应力波强度变化特征并应用于岩巷掘进现场,对比了超深爆破方案和普通爆破方案的单循环进尺、炮孔利用率、眼痕率及大块率等爆破效果指标.结果表明,当超深深度为400 mm时,炸药爆破能量充分用于破岩,能量利用率最高,爆破后形成重叠的裂隙区,增大了后续爆破的自由面,提高了爆破破岩的效率,对岩巷钻爆法施工的参数优化有一定的指导意义.     

Characterization of Strength and Deformation of Jointed Rock Mass Based on Statistical Analysis

This paper deals with the statistical analysis of the uniaxial compressive strength and of the elastic modulus of jointed rock masses under different confining pressures. Properties of the rock masses with different joint fabric, with and without gouge have been considered in the analysis. A large amount of experimental data of jointed rock masses from the literature has been compiled and used for this statistical analysis. The uniaxial compressive strength of a rock mass has been represented in a nondimensional form as the ratio of the compressive strength of the jointed rock to the intact rock. In the case of the elastic modulus, the ratio of elastic modulus of jointed rock to that of intact rock at different confining pressures is used in the analysis. The effect of the joints in the rock mass is taken into account by a joint factor. The joint factor is defined as a function of joint frequency, joint orientation, and joint strength. Several empirical relationships between the strength and deformation properties of jointed rock and the joint factor have been arrived at via statistical analysis of the experimental data. A comparative study of these relationships is presented. The effect of confining pressure on the elastic modulus of the jointed rock mass is also considered in the analysis. These empirical relationships are incorporated in a nonlinear FEM code to carryout the equivalent continuum analysis of jointed rock masses. The method presented in this paper recognizes that the jointed rock mass will act both as an elastic material and a discontinuous mass. The results obtained by the model with equivalent properties of the jointed rock mass predict fairly well the behavior of jointed rock mass.     

Effects of Mine Blasting on Residential Structures

Blasting is common in the coal industry to remove rock overburden so that the exposed coal can be mechanically excavated. The ground vibrations and air blast produced by blasting are often felt by residents surrounding the mines. There has been a trend for regulatory authorities, especially those concerned with the environment, to impose low limits on blast vibration levels in response to community pressure, based on human perception and response to vibration. This paper reports the findings of an extensive study on a house which was located adjacent to a coal mine. The house was monitored for over 1?year and was subjected to ground peak particle velocity (PPV) ranging from 1.5?to?222?mm/s. The house was instrumented with accelerometers to measure its dynamic response due to blasting and it was also monitored for cracks before and after each blast. Based on this study, ground motion amplifications along the height of the structure have been established. A simplified methodology presented in this paper has been used to estimate the ground PPV at which cracking is likely.     

武钢高炉长寿技术的开发研究

介绍了武钢高炉长寿技术研究成果和应用长寿的成功经验，高炉长寿是一项系统工程、武钢根据此观点开发出一套适用的高炉长寿新技术，高炉炉体合理设计、球墨铸铁冷却壁的研制及应用、微孔碳砖、半石墨碳砖、烧成微孔铝碳砖、磷酸浸渍粘土砖的研制和应用，高炉耐火材料使用性能检验方法标准的制定、软水密闭循环冷却技术成功引进和应用及高炉操作维护经验等项研究和应用。