机制砂采场深孔爆破参数优化

为了解决闽侯县白沙镇唐举矿区建筑用凝灰岩矿山爆破大块率较大的问题,对导爆管爆破网路进行了优化,在不增加雷管成本的条件下实现逐孔起爆。通过调整孔网参数、采用分段装药结构及空气间隔装药等手段,使炸药能量均匀分布,并采用正交实验法对分段装药比例、填塞长度及空气间隔长度进行实验。通过实验,确定在分段装药比例为204∶52,一段填塞长度为3.5m,空气间隔长度为1.8m,二段填塞长度为2.9m时爆破效果最佳,有效地改善了爆破效果,提高了生产效率,降低了生产成本。     

采石场空气间隔装药数值模拟及应用

为改善某道路工程所属采石场的爆破效果,进行了空气间隔装药爆破技术的研究与应用.首先,运用数值模拟手段对比了不同空气间隔装药参数下的爆破作用效果差异,发现当间隔比例较小时间隔段的峰值压力依然足以破碎岩石;其次,在现场进行试验并运用数字图像分析软件分析爆后岩石块度分布,结果表明采用1 m间隔长度可以得到良好的爆破效果;最后,综合数值模拟及现场试验结果,在该采石场采用1 m间隔长度进行空气间隔装药,实际应用取得了降低成本、减小爆破振动、提高爆破效果的成效.     

油母页岩爆破粉矿率的控制技术

为降低油母页岩的爆破粉矿率,提高资源利用率,抚顺东露天矿在油母页岩爆破施工中,通过控制炮孔密集系数、采用孔底和上部空气间隔装药结构、减小填塞长度、孔内外延时起爆技术进行爆破试验,利用Split-Desktop 3.1图像分析软件进行爆破效果分析。结果表明:三角形布孔孔底0.6 m和上部2.6 m的空气间隔装药结构粉矿率较低;三角形与正方形布孔对比正方形最低。该区域的油母页岩体可采用正方形布孔、起爆密集系数为2、孔底0.6 m和上部2.6 m的空气间隔装药结构进行爆破。     

轴向不耦合装药结构形式优化仿真研究

为了改变某隧道平导爆破效果差、爆炸能量利用率低的现状,采用ANSYS/LS-DYNA模拟不同轴向不耦合装药结构形式对爆破效果的影响,优化装药结构,以期达到增强爆破效果,降低粉尘量和岩石大块率的目的。合理的选择数值模拟中的材料模型和算法,是高效模拟分析轴向不耦合装药结构爆破的关键,因此采用ALE算法对孔口空气填塞不耦合,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合,孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合,孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合,孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合和孔口炮泥填塞与中、上部水介质间隔不耦合的装药结构进行数值模拟,并以爆炸应力波云图和最大拉应力来评价炸药爆破效果。数值模拟结果表明:水介质可以降低炮孔壁附近岩石的压力。装药长度1.25m时,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合装药结构较孔口空气填塞不耦合装药结构,能提高爆炸能量的利用率;孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合装药结构和孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合装药结构,爆炸能量利用率基本相同;孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合装药结构的炸药爆炸能量利用率较其余5种装药结构都大,能提高爆炸应力波对岩石的作用,使得爆炸应力波更加均匀作用于岩体,降低大块率产生。此数值模拟结果可为现场爆破方案设计与实施提供依据。     

基于JKSimBlast的露天台阶爆破空气间隔装药结构优化研究

黑沟矿区露天台阶爆破采用连续装药结构,爆破后大块率高,二次破碎工作量大,严重影响矿山后续铲装作业效率。基于爆破模拟软件JKSimBlast中露天开采2DBench模块,开展露天爆破装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,保持炮孔深度17.5 m和装药长度10 m不变,以空气间隔器长度、中间间隔位置为研究对象,以大块率为评价指标,设计两因素五水平共计25组全因素组合实验。模拟结果表明空气间隔长度相同时随着间隔位置下移,爆破大块率先减小后又增大,存在一个最佳间隔位置。间隔位置相同时随间隔长度增大大块率先减小后增大,进而确定最佳间隔长度2 m与最佳间隔位置距离孔口11.5 m。最后,基于优化结构在5个不同爆破区域开展现场工业试验,选取区域3优化前后爆堆照片作为参考组,利用Split-Desktop爆破分析软件进行数据处理,得到5个区域优化前后大块率并进行比对,结果显示优化后的装药结构爆破后大块率平均降低9.24%,优化后的间隔装药结构有效改善爆破效果,为露天矿装药结构选择和优化提供有益借鉴。     

节理裂隙岩体空气间隔装药爆破试验研究

为探索节理裂隙岩体空气间隔装药爆破技术的可行性,在贵州某土石方工程爆破施工现场选取岩体节理裂隙发育和岩体相对完整的2种地质区域,分别选取空气层的比例为5%、10%、15%、20%、25%、30%等工况进行混装铵油炸药孔口与孔底空气间隔装药爆破试验,利用Split—Desktop 3.0软件对爆破块度和爆破开挖后根底进行统计分析,得出了不同区域相同空气层位置、比例以及相同区域不同空气层位置、比例下的爆破效果。结果表明:节理裂隙发育区域采用空气间隔装药容易产生根底;岩体完整性对空气间隔装药参数取值有显著影响;岩体节理裂隙发育区域,应当选用较小的空气间隔比例;该试验区域的节理岩体可采用间隔比例为10%～15%的孔口空气间隔装药进行爆破。     

金堆城露天矿空气间隔装药减震控制爆破试验研究

为确保金堆城露天矿东川河隧洞的安全,采用空气间隔装药爆破方式来控制爆破震动.采用连续装药爆破和空气间隔装药爆破两种方式进行现场试验,分别选取离隧洞60m、80 m、100 m、120 m、140 m的爆心距下爆破振动速度进行对比分析,得出空气间隔装药爆破试验具有明显的减震效果,减震率分别为22.76％、33.94％、27.59％、29.85％和31.91％.采用块度分析软件对爆破后的破碎效果进行分析比较,结果表明采用空气间隔装药比连续装药爆破产生的岩石块度分布均匀、平均块度和最大块度小、大块率低、破碎度高.     

地铁区间隧道不同装药结构光面爆破应用研究

为了提高光面爆破效果,以青岛地铁为工程背景,进行了周边孔不同装药结构的光面爆破试验研究.理论分析了连续装药和间隔装药2种装药结构爆破对孔壁的压力情况,从切缝药包爆破裂纹的成缝机理上,解释了切缝药包定向断裂控制爆破技术改善光面爆破效果的原因.通过现场应用得出:当进尺为1 m且岩性较好时,采用连续装药结构,岩性较差时,采用切缝药包连续装药结构;当进尺在1～2m且岩性较好时,采用轴向空气间隔装药结构,岩性较差时,采用切缝药包轴向空气间隔装药.施工中取得了理想的爆破效果,施工经验被青岛其它2条地铁线及相关隧道所吸纳.     

中部空气间隔不同比例装药对炮孔孔壁受力及碎石块度的影响

为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响，以Starfield迭加法为基础，得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式。在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型，对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析。最后，进行现场爆破实验，使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析。结果表明：中部空气间隔装药爆破时，孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征，装药段孔壁受到的冲击压力达到最大，冲击波以8字型向炮孔周围传播。当空气间隔位置在装药段中点时，上、下段药柱周围岩体受力大致相等，碎石块度相对均匀。因此，垂直台阶进行露天爆破开采时，为降低大块和粉料的产生率，空气柱上、下段可进行等比例装药，倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置。     

孔底空气间隔装药增强破碎作用研究

为研究孔底空气间隔装药增强破碎作用，基于激波管原理以及应力波在不同介质的反射与透射理论，对孔底空气间隔装药结构对应5个反射与透射面上应力波的传播作用过程进行了详细分析。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，对连续装药结构以及不同空气层比例的孔底空气间隔装药结构进行数值模拟分析，数值模拟结果与理论分析相符。以孔底岩石能够出现明显的多个加载卸载过程以及岩体损伤范围能够覆盖整个空气间隔段作为判断依据，孔底空气间隔装药结构的最佳空气层比例为20%～30%。对不同空气层比例的现场钢管模拟试验结果表明：空气层比例为20%～30%的孔底空气间隔装药结构爆破效果最佳，出现明显钢管鼓包现象、爆后钢管残留率小、0～20 cm深度的岩体爆破损伤最大。     

隧道钻爆法水封装药结构爆破引起振动计算分析

装药结构是影响爆破振动效应的一个主要因素,针对隧道钻爆法施工中常见的水封爆破装药结构以Heelan短柱状药包激发引起远场质点运动理论解为基础,将该种装药结构分为炸药段和水介质段,并假定爆源远场质点最大振速主要由两段孔壁压力叠加作用引起,求得远场位置处振动速度解析解,并通过现场实测数据进行了验证,同时针对爆破振动影响因素进行了分析。研究结果表明:理论计算值与实测数据存在一定误差,但能满足工程要求,可用于指导施工;水介质段对围岩的作用主要由水介质段的长度和对孔壁的径向压力决定,水介质段长度与炸药段长度的比例直接影响水介质段作用产生的爆破振动数值及在爆破振动总效应中的比例;由于水介质段本身作用强度较小,在远场作用不明显,适于预测和评价爆破近场爆破振动速度。     

段药量对爆破振动信号时频特性的影响研究

为研究段药量对爆破振动信号时频特性的影响,进行不同段药量的单孔爆破振动试验。基于实测数据,利用小波分析和ＡＯＫ时频分布相结合的方法,对不同段药量的爆破振动信号在不同频带内展开,并以频带能量比、频带能量持续时间为指标,研究段药量对爆破振动信号时频特性的影响。结果表明,段药量对爆破振动信号时频特性影响很大：随着段药量的增加,爆破振动信号的低频能量所占总能量的比例增加且频带能量的持续时间相应延长。研究成果可揭示段药量对爆破振动信号时频特性的影响,并为从能量的角度进行抗振、降振的研究提供分析基础。     

光面爆破装药结构空气柱长度理论计算

以爆轰气体为一维等熵流动来处理,得到了光面爆破装药结构的空气柱长度。经计算分析,采用空气柱间隔装药时,装药单元最大长度取决于炸药爆炸速度、岩体的断裂速度和孔间距。对于水胶炸药,爆速为4500m/s时,下部空气柱最大长度一般是炮孔间距的2.25倍;而装药和其上部的空气柱长度之和不应大于炮孔间距的4.5倍。在工程实践中应用取得了良好的光面爆破效果,对类似工程有参考价值。     

水下钻孔爆破的数值模拟

利用LS-DYNA对水下钻孔爆破岩石破碎过程进行了数值模拟,根据不同厚度水层覆盖条件下的爆破物理图像,结合岩石内3个单元的应力变化时程曲线,对起爆后10ms内岩石中的应力变化进行了分析;并根据岩石中裂隙的形成和发展情况,对爆破动载作用下水下岩石的破坏情况进行了相应的理论分析。模拟结果可应用于水下钻孔爆破的参数设计。     

攀枝花铁矿降低爆破噪声的措施

通过对攀枝花铁矿狮子山爆区产生爆破噪声的特性分析,找到了爆破噪声超标是爆破单段药量过大、装药结构不合理、地表网路缺陷等原因,提出了采用孔内孔间延时爆破方式、控制炮孔内每段装药长度、覆盖爆破声源体、选择较好的高精度雷管等一系列降低爆破噪声的措施,在攀枝花铁矿狮子山1 225～1 210 m台阶爆区进行实验,取得了较好地降低爆破噪声的效果。解决了爆破噪声影响周边居民生活的问题,也为矿山生产创造了良好的条件。     

柱状装药端部等效药量及合理填塞长度计算

利用集中药包的叠加原理,结合爆破效果研究端部等效集中装药与柱状装药的等效关系。假设柱状药包是由一系列集中药包组成,柱状药包对端部岩石的作用是由一系列等量的集中药包对端部作用叠加的结果,计算获得了端部等效集中装药药量。以集中装药药量为依据,确定井巷掘进爆破及台阶深孔爆破等柱状装药端部抵抗线及合理的填塞长度。     

基于数值模拟的并敷装药爆破效果

为解决露天煤矿台阶爆破大块和根底过多的实际情况,采用乳化与铵油并敷装药结构的技术,同时运用数值模拟技术分析不同并敷装药比例对爆破效果的影响。结果表明:不同并敷比例的数值模型在700 us时的裂纹扩展损伤效果差异明显,全部使用乳化装药结构的裂纹扩展明显优于并敷装药结构,并敷装药结构优于全铵油装药结构;通过对比模型中#162351、#178235、#195563参考单元在不同并敷装药结构中的单元应力传播曲线和能量传播曲线的差异,佐证了沿不同爆速炸药并敷段的轴向,爆轰波总是以其中最大的爆轰速度进行传播的特性。     

空气间隔径向不耦合装药条件下柱状药包的破岩机理研究

从空气间隔径向不耦合装药条件下岩石破坏机理方面入手,通过对冲击波、应力波的能量和爆生气体膨胀的能量利用的研究,分析空气间隔不耦合装药爆破的特点,进一步研究因不耦合系数不同,影响岩石裂隙区裂纹总长和平均长度的决定性因素,并由此推导出了炸药周围空气层"储能"的计算公式.     

分集药包在爆破封堵非法盗采煤窑中的应用

为彻底封堵非法盗采煤窑,采用分集药包爆破的方法,来破坏非法盗采煤窑的内部结构。盗采煤窑深度30～40 m不等,依据类似工程经验,每个煤窑需要炸毁的长度约为20 m;采用分集装药结构,将装药的药包均匀分布于巷道内,每个药包间距4 m,参考硐室爆破计算,获得分集药包位置和爆破参数。为了保证爆破安全及封堵效果,在硐内部支巷用编织袋装土后进行填塞,填塞长度不少于8m。爆后检查结果为煤窑顶板围岩坍塌,沿巷道形成爆破漏斗,达到封堵目的。     

石拱桥爆破拆除

用控制爆破方法拆除一座长125·85m、宽11·37m的石拱桥。在爆破拆除时主要破坏其承重的桥墩、拱圈与桥墩的结合点,对各种部位的炮孔布置及装药量、单段爆破药量进行了计算和试爆,并采用分段延时起爆方法,取得了很好的爆破效果。