电子雷管在紧邻建筑物深层隧道中的应用

为了降低紧邻建筑物的深层隧道爆破振动峰值,运用电子雷管进行了多次爆破振动实验。选取3个典型的上台阶爆破振动波形进行了分析,在设置孔间或排间延时间隔时,不仅要考虑振动波从爆源到测点的传播时间,还要考虑因地质的不均匀性而吸收振动能量并在软硬交界面反射到测点形成振动值更大的波峰波谷。运用错峰减振原理,考虑单孔爆破振动波传播时间及主振周期及反射波主振周期,多次进行孔间及排间分组组合实验,得到掏槽孔和扩槽孔间延时间隔时间为7~12ms时,能使后续反射振动波形错峰减振到最小,且孔间及排间延时时间不宜过大,尤其是掏槽孔及扩槽孔间延时间隔时间较小时,减振效果较好。     

多因素耦合影响下隧道电子雷管爆破参数的计算与实践

基于电子雷管起爆的参数计算方法是爆破控制精准化和智能化的基础,其研究尚处于起步阶段。以重庆观音桥隧道为研究背景,提出了精确确定电子雷管爆破参数的多因素耦合法,其特点是基于多个爆破参数间复杂的耦合关系进行爆破参数设计。研究表明:不同药量的最优微差时间不同,爆破孔数对最优微差时间及对应最大合成振速有显著影响;采用该方法确定的试验隧道最优爆破参数为8孔逐孔掏槽、1.4 kg单孔药量、5 ms孔间延时。现场设计孔间延时为5 ms和8 ms的两组掏槽爆破试验,分析了两种孔间延时掏槽爆破的第二临空面形成时间。试验结果表明:对于短延时掏槽爆破而言,即使未形成第二临空面,采用多因素耦合法,通过最大程度的波形异向相消,也可以实现较好的降振效果。对比多因素耦合法与半周期错相减振法,后者计算的孔间延时不能确保是最优微差时间,可能造成合成振速偏大。当需要严格控制爆破振动时,通过多因素耦合法可以实现爆破参数的精确设计。     

基于ANSYS/LS-DYNA的竖井掏槽延时爆破研究

为了探究小间距地下在建构筑物爆破施工对既有地下结构的影响,以米仓山竖井及隧道工程为例,从竖井掏槽孔延时爆破的角度,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,针对既有隧道的降振效果进行了一系列的数值模拟。模拟结果表明:当多个掏槽孔同时起爆时,爆破地震波的传播易受传播介质及传播距离的影响,且爆破地震波具有明显的主振段;延时爆破可实现多个爆破波不同程度的叠加消能情况;当延时时间为2 ms,即为主振周期的一半时,既有隧道降振效果十分显著;延时时间大于主振周期时,降振效果同样明显,但主振区持时也相应拉长,可能会为隧道带来长持时的塑性破坏;此外,竖井掏槽时间的确定应结合结构的破岩效果进行考虑。     

基于ANSYS/LS-DYNA的竖井掏槽延时爆破研究

为了探究小间距地下在建构筑物爆破施工对既有地下结构的影响,以米仓山竖井及隧道工程为例,从竖井掏槽孔延时爆破的角度,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,针对既有隧道的降振效果进行了一系列的数值模拟.模拟结果表明:当多个掏槽孔同时起爆时,爆破地震波的传播易受传播介质及传播距离的影响,且爆破地震波具有明显的主振段;延时爆破可实现多个爆破波不同程度的叠加消能情况;当延时时间为2 ms,即为主振周期的一半时,既有隧道降振效果十分显著;延时时间大于主振周期时,降振效果同样明显,但主振区持时也相应拉长,可能会为隧道带来长持时的塑性破坏;此外,竖井掏槽时间的确定应结合结构的破岩效果进行考虑.     

隧道内部爆破振动传播规律与降振技术研究

目前隧道施工普遍应用矿山法，爆破振动对隧道内围岩、支护结构的影响及其灾害控制一直是热点问题。为研究爆破振动在隧道内部的传播规律，以某软弱围岩隧道为工程背景，分别对错距三台阶齐爆和分爆的振动信号进行现场监测。采用萨道夫斯基公式非线性回归、Fourier变换方法对测试数据进行分析和研究。结果表明：对于隧道同一断面，拱顶具有振动速度大、振动主频高、衰减速度慢的特点；三台阶间采用100 ms延时爆破时，可以实现爆破能量在时空分布上的离散，振动叠加效应明显减弱。设计单孔爆破试验，掏槽区域中间设置试验孔，试验孔与整个爆破网络的延期设置为100 ms获取单孔振动波形，基于线性叠加原理，计算不同延期时间下掏槽爆破合成振动波形来优选微差延期时间。结果表明：孔间延期时间在4～7 ms时，掏槽爆破引起的峰值振速急剧下降，干扰降振的效果明显，延时超过7 ms后，峰值振速无显著差异；掏槽孔延期时间取7 ms时减振效果最佳，将最佳延期时间应用于现场爆破，取得了良好的降振效果。     

数码电子雷管在泄洪排沙洞爆破中的减振特性研究

为了降低爆破振动强度、控制爆破振动危害,根据爆破形成振动波的相互干扰叠加,在施工场地进行爆破振动试验。采用数码电子雷管,选用普通导爆管雷管作为对照组,在距掌子面15 m、30 m、45 m、60 m处布置监测点,进行了四组不同方案的振动速度变化规律的研究。利用数码电子雷管的精确延时特性,通过前三个组合的现场试验研究,取得泄洪排沙洞使用数码电子雷管洞挖爆破相对最佳的孔间、排间延时间隔时间组合为第二组合的成果：掏槽孔从上到下对称两孔同时起爆,上下孔孔间延时8 ms;其余主爆孔对称安排(从隧洞断面中间向外侧)逐孔从上到下(顶拱从左到右)起爆,孔间延时16 ms;所有排间延时间隔均为100 ms;边顶拱光爆孔和底板光爆孔间隔100 ms,并实现了波峰错相叠加的减振效果。试验结果表明：爆破参数是降低爆破振动强度的关键;在距爆源距离相同的情况下,采用数码电子雷管的质点振动速度峰值明显小于普通雷管,采用数码雷管的主频高于采用普通雷管;数码雷管可大幅度降低爆破振动强度、提高爆破振动的主频。该工程技术在河南洛宁抽水蓄能电站泄洪排沙洞爆破施工中取得了显著的减振效果。     

孔间超短延时台阶爆破干扰降振技术

为寻求台阶爆破降振效果最佳的孔间延时时间,借助ANSYS/LS-DYNA程序对台阶爆破在不同延时起爆时间条件下产生的爆破振动进行了数值模拟对比分析,并通过试验进行了验证。数值模拟和试验结果表明:在浅孔台阶爆破中,爆破降振效果最佳的孔间延时时间为5 ms;在深孔台阶爆破中,爆破降振最佳的孔间延时时间为7～10 ms。实际爆破施工中,不同的岩石条件下、不同的爆破参数时,数码雷管减振的最佳孔间延时应该在5～10 ms区间范围,应根据实际情况进行调整。研究成果解决了复杂环境下的爆破振动危害控制难题,研发的孔间超短延时台阶爆破干扰降振技术,为爆破振动控制要求严格的工程设计和施工提供参考和借鉴。     

孔间超短延时台阶爆破干扰降振技术

为寻求台阶爆破降振效果最佳的孔间延时时间,借助ANSYS/LS-DYNA程序对台阶爆破在不同延时起爆时间条件下产生的爆破振动进行了数值模拟对比分析,并通过试验进行了验证。数值模拟和试验结果表明:在浅孔台阶爆破中,爆破降振效果最佳的孔间延时时间为5 ms;在深孔台阶爆破中,爆破降振最佳的孔间延时时间为7～10 ms。实际爆破施工中,不同的岩石条件下、不同的爆破参数时,数码雷管减振的最佳孔间延时应该在5～10 ms区间范围,应根据实际情况进行调整。研究成果解决了复杂环境下的爆破振动危害控制难题,研发的孔间超短延时台阶爆破干扰降振技术,为爆破振动控制要求严格的工程设计和施工提供参考和借鉴。     

隧道爆破新自由面形成时间的识别与应用EI北大核心CSCD

隧道爆破中新自由面的形成影响爆炸能量的传播,能显著降低爆破振动强度。由于现场爆破过程的瞬态性及危险性,难以确定新自由面的形成时间,揭示其作用规律。为解决该问题,提出新自由面形成时间的识别方法,借助电子雷管精准起爆特性设计获取两组对比波形,一是通过现场短延时掏槽爆破试验获取受新自由面影响的实测振动波形;二是按照现场延时间隔,基于叠加理论得到不考虑新自由面影响的计算振动波形。通过希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)分别计算两组波形全时程的累积能量,分析两条累积能量曲线,以差异特征点作为新自由面形成时间。现场应用该方法确定的形成时间为43.5 ms。分析新自由面形成后能量折减率的变化过程,发现存在快速增加到最大值、持续稳定、逐渐降低3个阶段。对比分析短延时(<10 ms)和长延时(>10 ms)爆破条件下的计算振速和累积能量,确定16~19 ms为较优的掏槽孔间延时。     

干扰减振控制分析与应用实例

分析了炮孔波形减振特征,提出了在相同炮孔地质特征区,对预定地域的最优化的有控干扰减振方法;以及双孔为组,组内爆破振动波时移主频半周起爆,孔间短延时最优干扰减振,为减弱波形随机变化的影响,组间合理长延时爆破的可靠起爆方案。提出了从实测多孔波中提取同区炮孔平均子波的"迭后减前"算法和提取子波收敛判据,由此可以从实测多孔波中,计算出真实的起爆间隔时间,炮孔相同波形子波,异频率子波和异振幅子波,为有控干扰减振和炮孔波形分区,准备了必要前提。工业性生产试验和台阶爆破开采结果表明,在炮孔具有前震相的近频衰减子波的易减振区,有前震相和次峰的衰减子波的可减振区,可以采用本文的干扰减振方法,将群孔的地震动降低到单孔爆破振动以下水平。在易减振区和可减振区,子波振幅比kt在1.0⁰.6内变化,不会改变原相同子波的干扰减振效果;干扰两子波的主振相频率比kf在1.00.6内变化,不会改变原相同子波的干扰减振效果;干扰两子波的主振相频率比kf在1.0⁰.9内随机变化,也能干扰减振。     

毫秒延时爆破振动叠加作用的数值模拟研究

首先进行了单孔爆破地震波数值模拟,其波形变化规律与相关研究相吻合。在此基础上进行了两孔延时间隔为0～25ms的爆破振动波形叠加作用的数值模拟,并讨论了两种不同延时间隔理论的可行性和实用性。研究表明,即使延时间隔不足1/5倍主震周期,毫秒延时爆破的振速也低于齐发爆破的振速;当延时间隔约为1/2倍主震周期时,存在部分测点振速低于单孔爆破振速的现象,但由于爆破振动周期不规则变化,其降振的可靠性不高;当延时间隔大于地震波持续时间时,可避免前后地震波主震段叠加,从而将多孔毫秒延时爆破振速降低至单孔爆破的振速。     

冰介质爆破特性实验研究

迄今 ,由于缺乏对冰介质爆破特性的了解 ,黄河防凌爆破仍停留在局部经验阶段。本文对冰介质的力学特性进行了实验研究 ,并测定了部分力学特性。结果表明 ,在爆炸载荷作用下 ,冰介质呈现明显的脆性变形 ,并且其抗压强度是抗拉强度的 3～ 6倍。通过 -2 5℃气温条件下冰介质中标准爆破漏斗试验 ,求得炸药单耗为 83 0 g/m3,与爆破中软岩石的炸药单耗相当。     

电子雷管在紫金山金铜矿的应用

采用电子雷管与导爆管雷管在紫金山金铜矿进行工程爆破实验,通过对比分析大块率、铲装效率和根底数量等数据,证明了在露天开采中应用电子雷管可以降低大块率、提高铲装效率、改善爆破效果;通过监测电子雷管爆破振动,分析了延期时间对爆破振动的影响,发现延期时间不仅影响爆破振动峰值速度,而且决定爆破振动频率的大小和频率分布规律,并给出了实验条件下的较优爆破参数为孔间延期20 ms,排间延期73 ms。     

高铁长城站小净距隧道爆破振动效应研究

小净距隧道开挖工程中,隧道爆破对中隔墙的稳定性影响极大,横通道的施工则会进一步加剧中隔墙的振动破坏.为研究爆破作用下中隔墙的振动响应特征,以新建京张高铁长城站小净距隧道工程为背景,分析非电雷管爆破地震波在中隔墙中的振动特征和衰减规律,同时开展电子雷管降振试验,对隧道爆破炮眼的合理延时进行研究.研究结果表明:受纵、横隧道...     

闹市区超深基坑开挖的控制爆破技术

采取控制爆破技术,可解决闹市区地层复杂的大方量超深岩质基坑开挖的问题,有效缩短工期,降低成本。主爆区使用较大孔径(φ90 mm)爆破孔控制成本,提高效率;临边区采用小孔径静态破碎辅助机械破岩,减弱围护结构上的动荷载;重点保护文物建筑侧面钻多排超深大孔径减振孔(φ165 mm),严格控制爆破振动。主爆区炮孔使用电子雷管长、短延时结合,控制药量、逐孔起爆的同时控制单次振动持续时间,降低对附近居民区的影响。居民区、重点文物保护处振动值均在国家安全规程允许范围,未因爆破施工产生"扰民"与"民扰"纠纷。     

分岔段超小净距隧道爆破围岩振动衰减特征

为研究隧道分岔段控制爆破振动对相邻隧道的影响,根据大量现场振动监测数据,分析论证了掏槽爆破和预留光爆层爆破对前方相邻隧道和后方中隔岩墙的振动影响,发现后方中隔岩墙的爆破振动比前方放大1.4倍左右;并根据振动波形分析,论证了高段位雷管的延时误差和临空面条件对降低爆破振动的影响,从而提出了"尽量减小掏槽爆破的单段药量,MS7段以上雷管不需跳段使用,根据振动波形适当增大高段位雷管的炮孔数",这些技术措施可以显著降低爆破振动、提高爆破进尺,可为同类爆破提供借鉴。     

基于精确延时的基坑开挖爆破振动控制研究

为了控制精确延时爆破时的爆破振动,基于弹性本波理论给出了合理的毫秒延时间隔时间计算公式,并结合基坑开挖工程,对现场实测信号进行分析。结果表明：孔内毫秒延时间隔为4 ms和孔间毫秒延时间隔为12 ms时的瞬时能量较小,利于爆破振动控制。短毫秒延时间隔能够实现爆破地震波能量大幅减小,并能优化爆破振动能量分布范围,趋向于高频方向发展。     

东联2号路路堑开挖控制爆破技术

针对东联2号路路堑开挖周边环境复杂的情况,为了严格控制爆破振动与爆破飞石的危害,采用浅孔小台阶爆破与预裂爆破相结合的爆破方案。主爆孔采用不耦合装药并进行逐孔起爆,预裂孔采用导爆索连接,每5个孔之间由25 ms雷管进行小微差接力连接。主爆孔和预裂孔的接力雷管均采用高精度数码雷管进行精确延时,改善了普通导爆管雷管由于延时误差的存在出现跳段而导致爆破振动效应叠加的现象。对炮孔进行了4层胶皮网覆盖,有效地防止了飞石的产生。爆破达到了预期的效果,或可为类似的工程提供借鉴。     

延时时间对露天深孔爆破破碎效果的影响研究

为探索孔间延时对露天深孔爆破岩体破碎效果的影响规律,采用ANSYS/LS-DYNA模拟了排间延时为50 ms,孔间延时分别为16、19、22、25、28 ms时,不利破碎区域的等效应力情况。得出排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,不利破碎区域的最大等效应力平均值达到最大,可取得良好的爆破效果。然后通过现场试验,获得爆堆岩石块度尺寸分布、最大块度尺寸和大块率。结果表明:孔间延时对爆破后的岩石破碎效果有着重要的影响,当排间延时为50 ms,孔间延时为19 ms时,爆破后的岩石最大块度尺寸和大块率均达到最低,岩石的破碎效果较好,与数值模拟结果相符,研究结果可为类似的矿山生产提供借鉴指导作用。