液态CO2相变开挖岩体孔间距参数研究

为保证液态CO2相变致裂技术在随州绕城南路综合管廊基坑石方开挖中的爆破效果,在进行实际施工生产之前,对73型液态CO2致裂管单管单孔致裂岩体性能进行了现场试验,在对液态CO2进行TNT当量计算之后,基于LS-DYNA有限元软件进行了单孔爆破数值模拟和不同孔间距的两孔爆破数值模拟.结果表明:73型液态CO2致裂管现场试验...     

液态CO_2致裂技术在管廊基坑台阶开挖中的应用

为了研究液态CO_2相变致裂下的岩体损伤并获得合理的台阶爆破参数,以随州市绕城南路地下综合管廊为工程背景,在DM95-2.5型致裂器的破岩性能现场试验的基础上,对致裂器破岩能力进行炸药的当量转化。并基于LS-DYNA有限元法对致裂性能进行2D数值模拟验证,最后对液态CO_2相变致裂技术在基坑台阶开挖中的运用进行3D数值模拟研究。结果表明:试验和数值模拟得到的DM95-2.5型致裂器破岩有效半径分别为1.15 m和1.05 m,二者之间具有良好的一致性;单管DM95-2.5型致裂器可等效转化为0.63 kg 2号岩石乳化炸药;当采用孔间距2.0 m,最小抵抗线1.5 m的单排炮孔起爆台阶时,炮孔之间裂纹全部贯通,开挖部分岩体破碎充分且无明显大块产生,爆破效果十分理想。本研究成果可为液态CO_2相变技术在同类台阶开挖工程中的运用提供理论指导和重要的参考价值。     

干冰粉气动压裂混凝土质量比实验研究

爆破致裂法效率高、成本低,在采矿、地下工程等岩体开挖中应用广泛,CO_2致裂法是一种新式的爆破方法,但是CO_2相变膨胀致裂技术通常是利用液态(超临界态)CO_2的相变膨胀过程致裂岩体。为了解决高压液态CO_2的存储、运输和充装问题,提出一种新型干冰粉气动压裂破岩技术,并开展室内干冰粉气动压裂混凝土实验,研究干冰粉与CO_2聚能剂的质量比(m系数)对预制混凝土压裂效果的影响。结果表明,m系数对混凝土试样破裂形式影响明显,m≤6:1时,静态气动压裂效果较差,m介于7:1与8:1之间时的静态气动压裂效果较好。     

非对称不耦合装药结构对预裂爆破效果的影响

为降低爆破开挖对保留区岩体的损伤,采用数值模拟的方法,研究不同装药结构对预裂爆破效果的影响,发现相比于中心单药卷和偏心双药卷,偏心单药卷装药结构下的预裂缝成型效果最佳,且其炮孔壁上的爆炸荷载在保留区一侧较小,在开挖区一侧较大,能在降低爆破开挖对保留区岩体损伤的同时将爆炸能量更多的作用于开挖区岩体。基于偏心单药卷装药结构,在综合考虑预裂缝成型效果和保留区岩体损伤程度的情况下,通过数值模拟的方法研究了爆破参数对预裂爆破效果的影响,结果表明:在不耦合系数为1.68,炮孔间距为70 cm的条件下,预裂爆破效果最佳。     

低透气性煤层双孔预裂爆破增透数值模拟

煤层深孔预裂爆破增透技术可以有效解决低透气性煤层瓦斯难抽采问题,通过研究不同爆破方法对煤体破坏范围的影响进而确定合理的爆孔半径对提高瓦斯抽采率具有重要的意义。以潞安矿区漳村煤矿3#煤层为研究对象,采用数值模拟的研究方法研究了双孔连续爆破应力波的传播过程及对煤层影响的范围。研究结果表明:单孔爆破模型应力波的传播特性以及爆破影响范围与双孔爆破模型存在明显差异,双孔爆破应力叠加破坏煤体的范围要远于单孔爆破对煤体的影响;通过钻孔间距为5 m、8 m和10 m的两孔连续起爆模拟结果比较,确定漳村煤矿3#煤层预裂爆破两爆破孔的合理间距为8 m。     

大型地下厂房开挖爆破损伤影响范围及评价研究

针对溪洛渡主厂房浅孔台阶开挖爆破工程,根据C-J爆轰理论和强度统计理论等分别得到炮孔壁上爆炸冲击荷载曲线和考虑压、拉损伤的岩石动力损伤本构关系。在FLAC3D数值软件中应用该爆炸荷载曲线和本构关系,并建立模拟单个垂直炮孔起爆的三维有限差分计算模型,分析岩石爆破动力响应,得到爆破损伤影响范围特性。同时在现场进行了爆破试验、钻孔声波测试和爆破振动速度测试。将现场试验、基于TCK体积拉伸损伤模型的数值计算与考虑压、拉损伤的数值计算的结果对比,验证压、拉损伤数值模型的合理性。研究成果表明,受地表自由面影响,岩石爆破损伤影响范围随深度增加而减小。炮孔顶部损伤影响水平半径最大,且该半径随单孔炸药量增大而显著增大;与最大损伤影响半径对应的水平径向质点峰值振动速度可作为爆破损伤安全判据;相对深度方向,水平径向为爆破损伤的主要扩展方向;数值计算结果较为合理,研究成果可为类似开挖爆破工程提供参考。     

深圳赤湾停车场基坑工程场地平整控制爆破试验研究

岩石地基开挖的平整性与完整性直接影响着工程质量与进度,为了使深圳赤湾停车场基坑开挖工程同时满足开挖的经济高效性及地基的平整完整性,将垂直孔复合消能爆破技术应用到工程中。基于工程原8 m及12 m台阶爆破参数,以炮孔间排距作为主要变量设计了多组现场爆破试验。试验中不改变原爆破联网方式、单孔装药结构及炸药单耗等参数,将同一次起爆区分为常规区及消能试验区以做对比。爆破堆渣清除后,用RTK定位系统测量地基高程数据,建立了三维地表模型图;同时结合统计结果分析了垂直孔复合消能爆破技术对地基平整度的影响。结果发现:在两种不同高度的台阶爆破试验下,垂直孔复合消能爆破技术均能使爆破后地基的平整度更优;此外,孔间排距是影响爆破效果的重要因素,为使地基平整度最好,工程中8 m台阶爆破参数下最优间排距为2.0 m×2.0 m,12 m台阶爆破参数下则为4.0 m×4.5 m,为现场施工运用提供了相关依据。     

液态CO_2多致裂管爆破同步性研究

现场进行爆破作业时,为提升爆破效果,往往布设多个钻孔,同时起爆。实际上,多致裂管起爆的时间差较大,同步性较难控制,直接影响爆破效果。本文中,提出一种提升液态CO_2多致裂管爆破同步性的方法,保持现有致裂管主体结构不变,将导爆管直接粘贴在防爆片上。通过开展致裂管爆破对比试验,对爆破全过程进行压力数据采集。经试验数据对比分析发现,原有致裂管内导爆管与防爆片分置在致裂管两端,导爆管点燃后,需通过致裂管内的液态CO_2传递压力,击破防爆片共需30~60 ms,优化后击破时间小于20 ms,可明显降低爆破时间的不确定性,这种条件下多管串、并联爆破更容易实现同步性。另外,通过开展对比试验研究,在其他条件不变的前提下,增大致裂管释放口面积20%,可有效增大总冲量值10%,提升爆破效果。     

基于声波检测的空气间隔装药预裂爆破损伤特性研究

采用空气间隔装药预裂爆破技术进行岩体开挖,在提高爆破有效能量利用率的同时,能够取得理想的爆破效果.结合河南省经山寺铁矿上覆岩层剥离进行的空气间隔预裂爆破现场试验,采用声波检测技术,以岩体声波速度降低10％为判据,分析了空气间隔装药预裂爆破对岩体的损伤特性.结果表明,炮孔装药段爆破对岩体的损伤较严重,并有明显的粉碎区,最大深度可达2 m左右,空气间隔段的岩体损伤相对较小.岩体的爆破损伤深度与地质条件以及装药结构密切相关.     

含水炮孔台阶爆破漏斗试验研究

为优化含水炮孔装药条件下台阶爆破参数,改善露天矿含水炮孔台阶爆破效果,基于爆破漏斗理论,开展含水炮孔爆破漏斗现场试验,试验结果显示:单孔装药量为2 kg时,最佳炸药埋深为1.1 m,炸药临界埋深为1.92 m,最大爆破漏斗体积为1.47 m3,最佳爆破漏斗半径为1.2 m,最佳埋深比为0.57,岩体变形能系数为1.35...     

市区地铁车站基坑明挖段爆破开挖工程实践

为了控制复杂环境下车站基坑爆破开挖引起的地震动强度,以重庆市渝北区动步公园地铁车站明挖段基坑爆破开挖工程为背景,研究了车站基坑爆破施工方案。介绍了主爆孔和预裂孔的爆破参数,采用预裂爆破与孔内、孔外延时的立体爆破网路,严格控制单段最大起爆药量为2.16kg和爆破飞石安全距离20m内,并进行了现场爆破振动监测与分析。结果表明,孔内、孔外延时的爆破网路实施基坑爆破开挖,其产生的最大峰值爆破振动速度为0.91 m/s,远小于工程允许的爆破振动速度,爆破地震动强度衰减率达到三分之一。预裂爆破形成的预裂缝将主爆区与被保护对象分隔开,从而有效保护了施工区周边的建筑物。     

市区地铁车站基坑明挖段爆破开挖工程实践

为了控制复杂环境下车站基坑爆破开挖引起的地震动强度,以重庆市渝北区动步公园地铁车站明挖段基坑爆破开挖工程为背景,研究了车站基坑爆破施工方案。介绍了主爆孔和预裂孔的爆破参数,采用预裂爆破与孔内、孔外延时的立体爆破网路,严格控制单段最大起爆药量为2.16kg和爆破飞石安全距离20m内,并进行了现场爆破振动监测与分析。结果表明,孔内、孔外延时的爆破网路实施基坑爆破开挖,其产生的最大峰值爆破振动速度为0.91 m/s,远小于工程允许的爆破振动速度,爆破地震动强度衰减率达到三分之一。预裂爆破形成的预裂缝将主爆区与被保护对象分隔开,从而有效保护了施工区周边的建筑物。     

深基坑临时支撑控制爆破拆除数值分析

采用数值模拟的方法,研究了深基坑临时支撑拆除爆破过程中,应力波在支撑和地下墙中的传播规律以及结构的损伤规律.为了保护地下墙的安全,提出在支撑和地下墙交界处设置能量隔离孔,并模拟分析了能量隔离孔对冲击波能量的隔离作用;计算了不同单孔药量下支撑和地下墙的损伤,确定了最佳单孔药量.在数值模拟结果指导下,对上海五号沟泵站基坑临...     

羊拉铜矿爆破漏斗实验

为了给高原矿山深孔爆破参数选择提供依据,以利文斯顿爆破漏斗理论为指导,在与采场岩性相近的穿脉巷道中进行单孔爆破、变孔距爆破和斜面台阶爆破漏斗实验,并对实验结果进行分析。得到小型爆破漏斗实验参数:最佳埋深0.68m,漏斗半径0.58m,炸药单耗1.78kg/m3,最小抵抗线0.70m。将其推算到深孔爆破中,得到深孔爆破参数:最大孔距1.8m,排距1.4m。工业实验进行验证,爆破效果较好,大块率明显降低,损失贫化率也得到了良好的控制。     

羊拉铜矿爆破漏斗实验

为了给高原矿山深孔爆破参数选择提供依据,以利文斯顿爆破漏斗理论为指导,在与采场岩性相近的穿脉巷道中进行单孔爆破、变孔距爆破和斜面台阶爆破漏斗实验,并对实验结果进行分析。得到小型爆破漏斗实验参数:最佳埋深0.68m,漏斗半径0.58m,炸药单耗1.78kg/m3,最小抵抗线0.70m。将其推算到深孔爆破中,得到深孔爆破参数:最大孔距1.8m,排距1.4m。工业实验进行验证,爆破效果较好,大块率明显降低,损失贫化率也得到了良好的控制。     

露天矿地下采空区爆破崩落法治理效果的数值模拟研究

爆破崩落法是治理露天矿地下采空区的主要手段,数值模拟是研究爆破崩落效果的有效工具。基于连续-非连续数值模拟方法(CDEM),利用朗道点火爆炸模型实现了炸药起爆过程的描述,利用考虑应变软化效应的Mohr-Coulomb模型及最大拉应力模型实现了围岩损伤破裂过程的模拟。以弓长岭铁矿何家采场采空区为研究对象,重点探讨了炮孔间排距、起爆延时等对该采空区上覆岩层损伤破裂程度、空区填充程度及空区内大块率的影响规律。计算结果表明:炮孔间排距对爆破效果的影响较大,随着间排距的增大,塌落至空区的大块率逐渐增大,且塌落范围逐渐减小。当间排距为17 m时,仅空区顶板附近出现局部塌落,地表岩层依然处于稳定状态。起爆延时对爆破效果的影响较小,当起爆延时大于42 ms以后,塌落至空区的岩体块度分布基本一致,仅大块率有所区别。为了确保爆破崩落法的治理效果,建议炮孔的间排距不大于7m,炮孔排间延时不小于42 ms。     

大型深基坑带缓冲层预裂控制爆破技术

介绍了深达50.3m的南广铁路西江特大桥拱座深基坑开挖石方控制爆破的概况;对该深基坑爆破的特点、技术难点及应对措施进行了综合分析。采用了带缓冲层预裂爆破技术实施深基坑开挖控制爆破,较好地实现了基坑爆破轮廓的平整,又使岩石获得良好的破碎效果,提高了基坑爆破开挖的效率。可供类似工程参考。     

大型深基坑带缓冲层预裂控制爆破技术

介绍了深达50.3m的南广铁路西江特大桥拱座深基坑开挖石方控制爆破的概况;对该深基坑爆破的特点、技术难点及应对措施进行了综合分析。采用了带缓冲层预裂爆破技术实施深基坑开挖控制爆破,较好地实现了基坑爆破轮廓的平整,又使岩石获得良好的破碎效果,提高了基坑爆破开挖的效率。可供类似工程参考。     

复杂环境下深基坑砂岩爆破

为了安全地爆破开挖城市复杂环境下超高层密质砂岩20 m深基坑,通过选取合理的分层分区顺序,浅孔和深孔爆破相结合的技术方案,不断优化爆破参数和起爆网路设计,并通过现场相关爆破振动监测技术,对不同的爆破方式对地基扰动影响范围进行分析;通过采取喷雾式洒水等措施降低爆破粉尘对环境的影响;成功地完成了深基坑开挖爆破作业,确保了爆破开挖后的深基坑边坡、基坑基底原岩及周边建(构)筑物的安全;爆破的结果对类似深基坑开挖工程提供了良好的借鉴作用。