起爆形式对线性成型装药射流形成的影响

以工程中常用的柔性切割器为研究对象,在不考虑端部效应的前提下对三种起爆方式下线性成型装药射流形成差异进行了理论和数值模拟分析,得出了不同起爆方式下射流头部速度的大小关系、射流内部速度的分布规律。在此基础上进一步提出了三种起爆方式下线性成型装药切割目标的恰当的数值模拟方法。     

线性成型装药的威力研究

论文从理论和试验两方面探讨了试验材料和手段对线性成形装药威力测试结果的影响,认为线性装药在射流形成过程中拉伸是二维的,这样射流切割刀容易断裂,威力相对减小;靶板尺寸和起爆方式都能够影响其威力测试结果.提出了在测试线性装药的威力时采用的靶板长和宽一般分别选择其装药长度和宽度的2倍左右为最佳.     

起爆方式对截底椭圆形罩LSC射流成型影响的三维数值模拟

为了研究起爆方式对截底椭圆形罩LSC射流成型性能影响的特点和规律,运用ANSYS/LSDYNA对不同起爆方式下截底椭圆形罩LSC射流成型过程进行了三维数值模拟,获得了不同时刻射流横断面和正面的成型图片、射流最大速度时程曲线和射流最大速度及其出现的时刻。结果表明,对于顶部中线均布多起爆点,两端起爆时差在3μs以内时,形成的射流最大速度较大,约为4260⁴290m/s,成型性能较好,当起爆点数量大于4时,可以认为是顶部中线线起爆;对于两侧棱上均布多起爆点,两端4点同时起爆时形成的射流最大速度较大,约4800m/s,当两侧棱上均布起爆点数量大于6时,可以认为是两侧棱上线起爆;就射流最大速度而言,两侧棱上均布多起爆点普遍大于顶部中线均布多起爆点。因此,起爆方式对LSC射流成型性能影响较大,研究结果在丰富LSC射流成型理论的同时,为实际应用LSC时选择合适的起爆方式提供了参考。     

端面效应对椭圆罩线型切割器射流成型的影响

为了研究端面效应和装药长度对椭圆形罩线型聚能装药射流成型性能的影响特点和规律,运用ANSYS/LS-DYNA对方案进行了三维数值模拟,获得了不同时刻射流的成型图片。结果分析表明:端面效应使得装药形成的射流质量和速度均有一定程度的下降;在装药长度不同的条件下,端面效应对射流成型的影响也不同;当装药长度小于20 mm时,基本不能形成射流;当装药长度大于20 mm小于80 mm时,对于某一装药长度,形成的射流最大速度逐渐增大至某一固定水平,装药长度范围内可以形成比较稳定的射流。为了尽量降低端面效应对射流成型的不利影响,装药长度需要大于80 mm。研究成果可以为线型聚能装药射流成型的理论研究和装药结构的选择提供参考。     

起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响

为提高炸药的能量利用率,改善岩石爆破的破碎效果,以及在柱状装药条件下选择最佳的起爆方式,通过单炮孔混凝土爆破实验研究了不同起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响。对不同起爆方式下岩石的裂纹扩展和破碎效果进行了分析,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立单炮孔岩石爆破损伤模型,对不同起爆方式下岩石损伤过程进行了数值模拟。其结果表明:不同起爆方式对岩石爆破破碎作用影响较大,反向起爆相对于正向起爆和炮孔中部起爆在岩石表面产生的裂纹条数更多,裂纹扩展速度更快,岩石破碎程度更好;数值模拟结果和实验结果具有较好的吻合性,对起爆技术的改进和起爆方式在工程应用上的选择具有一定的指导意义。     

起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响

为提高炸药的能量利用率,改善岩石爆破的破碎效果,以及在柱状装药条件下选择最佳的起爆方式,通过单炮孔混凝土爆破实验研究了不同起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响。对不同起爆方式下岩石的裂纹扩展和破碎效果进行了分析,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立单炮孔岩石爆破损伤模型,对不同起爆方式下岩石损伤过程进行了数值模拟。其结果表明:不同起爆方式对岩石爆破破碎作用影响较大,反向起爆相对于正向起爆和炮孔中部起爆在岩石表面产生的裂纹条数更多,裂纹扩展速度更快,岩石破碎程度更好;数值模拟结果和实验结果具有较好的吻合性,对起爆技术的改进和起爆方式在工程应用上的选择具有一定的指导意义。     

聚能射流引爆带壳装药数值计算分析

为了分析聚能灭雷装药中的聚能射流速度引爆带壳装药的能力,应用有限元数值计算方法,以金属杆撞击起爆带壳装药模型,模拟聚能装药金属射流引爆带壳装药,分析不同直径金属杆以不同初速的初始条件侵彻不同厚度靶板,引爆带壳装药,并与held理论进行了比较。通过大量的数值计算,得到了不同直径金属杆引爆带壳装药的射流极限速度。分析结果表明,金属杆直径越小,held判据的k值越大,即引爆带壳装药需要的射流速度越大;held判据的k值越小,即引爆带壳装药需要的射流速度越小。所以,要保证射流在具有一定直径的前提下,并提高射流的速度,以达到起爆装药的目的。     

椭圆形罩线型聚能装药射流成型过程数值模拟研究

为了获得椭圆形罩线型聚能装药射流成型的特点和规律,采用数值模拟的方法对其进行研究。运用正交设计方法和ANSYS/LS-DYNA软件得到了较优的试验方案和射流成型的数值模拟过程,以及射流成型过程的特点、3个典型时刻沿对称面射流速度梯度、射流最大速度和杵体最小速度随时间变化关系。结果表明,相对于常见的楔形罩LSC,椭圆形罩LSC形成的射流较长且均匀,质量相对较大,速度也较高;形成的杵体速度梯度小,横断面外形近似为椭圆形,质量相对较小且集中;射流最小速度位于两翼处而非杵体上。     

间隔装药起爆顺序对深水岩石钻孔爆破影响的数值模拟

基于岩石材料的HJC本构模型,采用显式动力分析软件ANSYS/LS—DYNA,模拟了深水岩石钻孔爆破采用间隔装药并以不同顺序起爆时,岩体内动态应力场的发展过程。对比分析结果表明:间隔装药的起爆顺序影响自由面的数目,而自由面对其附近的单元的应力状态影响明显。在不同的起爆顺序下,先爆装药的爆炸波与后爆装药的相互干扰叠加,形成的应力场特征明显不同,下部装药先起爆时更利于台阶下部单元的破坏,但地震波效应的峰值相对较大。     

LSC射流成型的X光试验与三维数值模拟

为了获得单角度楔形罩线型聚能装药的射流成型特点和规律,利用ANSYS/LS-DYNA建立了三维全尺寸装药模型,并对其进行了数值模拟,采用脉冲X射线摄影仪对药型罩材料的运动过程进行摄影,并对两者进行了对比研究.结果表明,数值模拟获得的不同起爆点位置条件下各时刻的射流横断面和正面形状与脉冲X射线摄影试验获得的基本一致,不同时刻射流头部距罩底部的距离误差和射流头尾之间的距离误差分别在7.2％和24.3％以内.因此,该三维数值计算模型可以用来模拟实际的切割器,获得的射流成型特点和规律能够较好地反映实际的射流成型过程,为研究线性聚能装药的射流成型机理提供参考.     

基于神经网络的预裂爆破参数智能设计

预裂爆破具有减振和保护岩体等特点,在爆破工程中得到了广泛运用。通过分析认为预裂爆破成缝理论和成缝计算模型均不完善,同时岩石成缝与岩石性质、地质条件、装药量、孔间距等多种因素有关。目前为止,预裂爆破的设计主要依靠经验公式。运用人工神经网络综合方法,建立了预裂爆破参数设计的BP神经网络模型,并借助Matlab语言,开发了预裂爆破参数优化设计智能系统,且用工程实例进行了验证。结果表明,该智能系统设计参数与实际设计参数相当符合。     

薄层岩体中的预裂爆破

针对西柏坡电厂三期铁路专用线与朔黄铁路并行段路堑拓宽石方爆破工程中出现扩堑岩体厚度仅为5~10m的情况,为实施边坡预裂爆破,通过利文斯顿爆破漏斗理论及爆破对岩石破坏范围的安全论证,提出了采用分台阶、毫秒延时预裂爆破、控制一段起爆最大药量等薄层岩体预裂爆破的设计原则,介绍了该工程所采用的设计方案与主要设计参数以及取得的爆破效果,可供类似工程参考。     

预裂爆破切割大型厂房立柱

在厂房内复杂环境下 ,用预裂爆破对两个大型钢筋混凝土厂房立柱进行部分切割。介绍了爆破方案的确定 ,预裂孔、缓冲孔和主爆孔爆破参数的选取和装药结构。概述了起爆网路的设计和安全防护措施。此外还介绍了作者的体会。     

高台阶靠帮预裂减震爆破的实验研究

针对高台阶靠帮预裂爆破出现根底的问题,进行了室内模型实验与现场生产实践,提出了预裂减震爆破的概念,并初步阐明了其作用机理。在本溪钢铁公司南芬露天矿的应用中,降震率达到了68.28%。这一研究为改进传统靠帮爆破技术提供了有效的途径。     

高台阶靠帮预裂减震爆破的实验研究

针对高台阶靠帮预裂爆破出现根底的问题,进行了室内模型实验与现场生产实践,提出了预裂减震爆破的概念,并初步阐明了其作用机理。在本溪钢铁公司南芬露天矿的应用中,降震率达到了68.28%。这一研究为改进传统靠帮爆破技术提供了有效的途径。     

开挖大直径旋流井的深孔预裂爆破技术

为保证供水管道、井壁安全和施工工期,综合采用深孔预裂爆破技术,在复杂环境条件下成功地爆破开挖了大直径旋流井。该技术采用不同钻孔直径、不同装药结构组合及较大直径中心空孔,并利用孔内装MS12段和孔外用MS3段雷管连接组成毫秒延时爆破网路。通过工程实践该技术确保了井壁稳定和供水管道的安全,实现了快速施工。可为类似工程参考与借鉴。     

预裂爆破在矿山开挖边界上的应用

福建紫金山金矿计划2008年露采采剥总量1400万m~3。随着穿孔爆破作业的不断推进,有些地段已经接近或达到最终开采边界。通过精心设计和选取预裂孔、缓冲孔、主爆孔的爆破参数、装药结构及起爆网路,使预裂爆破达到了稳定最终边坡的效果,为探索适合该矿的预裂爆破参数,做了有意义的尝试。     

岩壁梁爆破参数优化的神经网络模型

地下厂房岩壁梁开挖后不仅要求有光滑的轮廓面,而且破坏范围最小,因此开挖难度大、质量要求高。在开挖该部位时常通过工程类比和在相似地段进行现场爆破试验,来决定爆破开挖参数,这种开挖方法成本高,有时效果也不理想。本文选择有代表性的实际爆破参数为样本,确定炸药类型、岩体裂隙发育程度、孔径、孔深、线装药密度、最小抵抗线、孔间距为影响爆破开挖效果的主要因素,应用神经网络建立岩壁梁爆破参数优化模型,进行爆破参数优化设计,并与爆破试验得出试验参数相比较,结果表明设计值与现场试验值吻合较好。对爆破试验部分进行声波检测也表明其爆破质量最好,其爆破松动圈范围最小。     

露天煤矿预裂爆破的设计施工与评价

露天矿生产要求通过预裂爆破保护到界边坡岩石的完整性和稳定性,安家岭煤矿长期以来进行此项工作效果并不明显。为此组织相关技术人员对预裂爆破重新设计、优化施工并进行试验与评价,提高了爆破效果与质量。本文对成功经验进行总结,供同类矿山企业技术参考。     

岩壁梁爆破参数优化的神经网络模型

地下厂房岩壁梁开挖后不仅要求有光滑的轮廓面,而且破坏范围最小,因此开挖难度大、质量要求高。在开挖该部位时常通过工程类比和在相似地段进行现场爆破试验,来决定爆破开挖参数,这种开挖方法成本高,有时效果也不理想。本文选择有代表性的实际爆破参数为样本,确定炸药类型、岩体裂隙发育程度、孔径、孔深、线装药密度、最小抵抗线、孔间距为影响爆破开挖效果的主要因素,应用神经网络建立岩壁梁爆破参数优化模型,进行爆破参数优化设计,并与爆破试验得出试验参数相比较,结果表明设计值与现场试验值吻合较好。对爆破试验部分进行声波检测也表明其爆破质量最好,其爆破松动圈范围最小。