PVC塑料切缝管在聚能爆破中的应用

PVC塑料切缝管聚能爆破,是利用切缝的聚能效应改变炮孔内的能量分布,实现对岩石的切割作用,从而达到更好的爆炸效果。通过对其地面试验效果及井下巷道试验前后爆破的对比分析,明显看出PVC塑料切缝管聚能爆破取得了较好效果;为提高生产效率、降低生产成本提供了依据,并对其今后在煤矿生产中的广泛应用积累了经验。     

定向断裂控制爆破技术在巷道掘进中应用研究

在煤矿巷道掘进中,普通光面爆破技术存在着围岩表面超挖、欠挖、严重破坏等现象,后期支护难度大,维护成本高。在定向断裂控制爆破技术机理分析的基础上,提出了周边眼切缝药包定向断裂控制技术,进行了切缝药包爆破和普通药包爆破的工程应用对比研究。试验结果表明：采用外径38 mm、内径36 mm,切缝宽度4 mm、切缝长度600 mm的PVC管作为切缝管进行切缝药包定向断裂控制爆破,其爆破效果较好。切缝药包爆破改善了巷道断面平整度,开挖轮廓平滑,提高了半孔率,最大值为90%。爆破完巷道轮廓成形好,有效控制了超挖量,平均线性超挖量为0.171 m,降低了0.238 m。切缝药包爆破增加周边眼眼距,节约每立方米炸药用量25%,每循环进尺可减少炸药用量约20 kg,减弱了爆破震动。定向断裂控制爆破有效降低了对围岩体的损伤,增加了围岩的稳定性,取得了较为理想的爆破效果。     

基于C型聚能管的聚能水压光面爆破技术原理及应用

针对常规光面爆破存在的问题,依托栾卢高速公路碾盘隧道现场施工,详细分析了聚能水压光面爆破技术原理,阐述了第二代C型聚能管的结构特点、技术优势、装置组装流程及装药结构,并开展了聚能水压光面爆破技术现场试验研究。理论分析证明:在空气-水复合介质作用下,聚能水压爆破冲击波到达孔壁时的应力较常规光面爆破时增大,围岩振速降低。侵入岩体后,成缝过程可分为聚能射流切缝阶段、岩体压碎阶段、裂缝发育阶段、裂缝扩展阶段、最终成缝阶段。现场试验及工程应用表明:与常规光面爆破相比,采用聚能水压光面爆破技术时,周边眼间距增大,炮孔利用率提高约16.69%,半眼痕率增加约40.47%,最大超挖降低约49.88%,围岩平均峰值合振速降低约48.96%,有效保护了围岩稳定性,且爆破效果得到显著改善。     

切缝药包爆破机理分析与试验研究

通过理论和实验研究了切缝药包爆破机理和爆破参数,结果表明,切缝药包爆破有明显的聚能效应和护壁作用,其最佳装药不耦合系数为1.5～2.2.     

环向切缝药包爆破块度分布特征及其机理研究

为研究环向聚能作用对爆破块度的改善效果,采用标准混凝土试块开展了环向切缝药包爆破与常规爆破试验。对两种不同爆破方式得出的爆破块度进行了筛分统计,试验结果表明：相同装药量下环向切缝药包爆破得到的平均块度和大块率较低;与常规爆破相比,环向切缝药包爆破平均块度可降低2～15 mm,大块率可减少0.66%～30.74%。针对环向切缝药包爆破时,其减小平均块度的程度随装药量的增加出现先增加后降低现象,选取3种典型药量(4、10和14 g)构建了数值模型进行裂纹扩展特征分析,对比了切缝药包爆破时切缝处孔壁爆破压力与常规爆破时相应位置的爆破压力。结果表明：常规爆破时孔壁裂纹均匀向外发展,且裂纹长度基本相同;环向切缝药包起爆后,在切缝与非切缝交界处先形成裂纹并扩展,其他位置的裂纹后形成且长度较短。对切缝处孔壁的爆破压力进行模拟分析,结果表明：3种不同药量情况下环向切缝药包与常规爆破的压力峰值之差分别为0.62、1.25和0.41 GPa,从应力分布角度解释了环向切缝药包可通过改变爆破能量在被爆体内的分布规律进而降低爆破块度的作用机理。     

环向切缝管聚能射流的数值模拟

为了研究环向切缝管装药爆炸时爆轰产物粒子的运动演化过程，采用光滑粒子流体动力学与有限元(SPH-FEM)耦合算法构建了环向切缝管爆破模型，在炸药上设置高斯点锁定不同位置的SPH粒子，观察分析不同粒子的运动速度、轨迹及岩体损伤过程。数值模拟结果表明：切缝与不切缝位置的爆轰产物粒子的运动形态存在显著差异，环向切缝中部与其端部以及非切缝段处均存在明显速度差。这种差异将在岩体中产生复杂应力场，有效促进被爆岩体的破坏。数值模拟研究结果验证了环向切缝管壁上的环向切缝能有效地调制爆轰波波形，进而通过切缝管狭缝的气隙聚能效应控制并会聚爆轰产物的流向与爆炸能量的定向释放，形成有别于传统空穴装药聚能效应的狭缝气隙聚能效应。     

不同装药结构的双向聚能药包爆破数值研究

为了对比不同装药结构的双向聚能装药爆破效果、更好地指导工程实践,基于ANSYS/LS-DYNA的SPH和ALE方法,在保证椭圆长短轴比为15:11、长轴为30 mm的情况下,研究了聚能管材料分别为紫铜和PVC时椭圆双极线型双向聚能药包爆破随锥角的变化规律,同时分析不同外壳形状对聚能射流的影响.结果表明:药型罩为紫铜的情...     

新型聚能管在边坡预裂爆破中的研究与应用

永嘉县垃圾焚烧发电厂场地平整工程需要进行大量边坡开挖作业,地质条件复杂。为了改善边坡一次成型效果,提高炸药能量利用率和边坡半孔率,降低主爆区对边坡岩体的震动危害,设计了新型聚能管。通过采用新型聚能管的预裂爆破与传统预裂爆破的对比试验,观测爆破后预裂缝成缝效果和边坡坡面的平整度,并计算半孔率。结果表明:采用新型聚能管预裂爆破后预裂缝符合正常尺寸标准,宽度8 mm左右,沿炮孔中心线贯穿,对预留岩体破坏小;与传统预裂边坡相比,坡面更平顺、可活动碎石较少,成型效果好;半孔率达到85%,比传统预裂爆破边坡半孔率48%相比明显提高,同时降低了边坡施工成本,经济效益显著。     

不同装药结构的双向聚能药包爆破数值研究

为了对比不同装药结构的双向聚能装药爆破效果、更好地指导工程实践,基于ANSYS/LS-DYNA的SPH和ALE方法,在保证椭圆长短轴比为15∶11、长轴为30 mm的情况下,研究了聚能管材料分别为紫铜和PVC时椭圆双极线型双向聚能药包爆破随锥角的变化规律,同时分析不同外壳形状对聚能射流的影响。结果表明:药型罩为紫铜的情况下,随着椭圆双极线型聚能药包锥角不断减小,装药面积逐渐减小,但聚能射流头部速度增大;随着药型罩锥角不断减小,用于形成杵体的药型罩质量增大,用于形成射流的药型罩质量有所下降;聚能管材料为PVC时与聚能管为紫铜聚能药包爆破的变化规律基本一致;椭圆+直线型外壳和椭圆型外壳形成的聚能射流头部速度基本一致,但前者相对后者节省药量,此外两者形成的射流头部速度相对直线型外壳的要小;SPH和ALE两种算法实现的计算结果趋于一致,表明采用数值模拟方法的有效性。研究结果对线型聚能装药结构及参数优化具有一定的指导意义。     

采场采用聚能管爆破控顶应用研究

针对凡口矿典型难采矿体存在装药结构复杂、操作困难、作业时间长、爆后顶板破碎、松石多、易给生产带来严重的安全隐患等问题,首次采用聚能管对采场顶板进行控制爆破,利用聚能管的定向聚能作用,减少顶板的损伤破坏。试验表明,聚能管能够有效控制顶板的爆破效果,减少松石量、钻孔数量及装药量,炸药的利用效率可提高至少30%,超欠挖小于50mm,炮孔痕率大于89%,炮孔数减少20%。同时,该技术也是首次应用于采场控顶爆破,丰富了爆破理论。     

线型聚能切割索在拆除爆破中的应用

作者通过线型聚能切割索对不同介质爆破切割模型试验，进而应用于爆破拆除地下钢筋混凝土管，取得了良好破碎效果，并提出了线型聚能切割索产生金属射流对非均质复合爆破机理探讨，为扩大聚能切割索的应用提供了一定的理论依据。     

钢筋混凝土梁柱轴向预埋孔长袋水耦合精确装药爆破拆除技术

钢筋混凝土梁柱的拆除是建筑物拆除的关键技术,为了取得良好爆破效果,减少对城市周边环境的影响和破坏,需要精确装药和严格控制爆破有害效应。为此发明了在梁柱中布置两端向上弯起、中间平直的轴向预埋孔、水耦合装药方法、牵引绳线拖拽内置若干格室的装药长袋实现精确间隔和不耦合装药的技术方案。该方案首次在武汉某基坑支撑梁拆除中使用,采用的主要技术参数为:预埋中间平直段长度不大于4m、两端弯起45°的50 mm PVC管作为炮孔;孔内注满水;使用涤纶制作的内径40 mm装药长袋(装药间隔30 cm、单点药量27~60 g)并在袋内布置通长导爆索。配合采用沙袋水袋压渣降尘、切割箍筋、覆盖柔性防护网防护等措施,成功实现了低成本的精确绿色爆破拆除。     

隧道爆破荷载作用下埋地管道动力响应试验

埋地管道爆破动力响应特性是城市管道抗震优化设计的依据。设计并开展城市地铁隧道爆破荷载作用下埋地管道动力响应的相似模型试验,监测埋地管道应变、加速度及地表振动速度值,解析地铁隧道爆破地震波的传播衰减机制及其对邻近埋地管道动力响应影响规律。结果表明,基于量纲分析理论的振动速度预测模型用于隧道爆破时地表PPV预测切实可行;相同爆破荷载作用下,埋地钢管加速度峰值是PVC管的1.5～1.8倍;隧道"空洞效应"导致埋地管道在成洞区一侧的加速度响应更为剧烈;埋地PVC管在各测点处环向应变大于轴向应变,且大于钢管应变值,试验得到可有效监测埋地钢管和PVC管应变响应的最大临界比例距离分别为117 m/kg和263 m/kg。     

多向聚能爆破爆破漏斗实验研究

多向聚能爆破是一种新型爆破技术。为研究多向聚能爆破在爆破漏斗上能量分配特点,在阐明多向聚能爆破基本原理和影响因素基础上,设计了多向聚能爆破药包,进行常规爆破与多向聚能爆破的爆破漏斗体积对比实验。结果表明,多向聚能爆破能够增加爆破漏斗体积并提高了爆炸能量在岩石破裂破碎方面的分配比例,提高了炸药利用率。     

多向聚能爆破爆破漏斗实验研究

多向聚能爆破是一种新型爆破技术。为研究多向聚能爆破在爆破漏斗上能量分配特点,在阐明多向聚能爆破基本原理和影响因素基础上,设计了多向聚能爆破药包,进行常规爆破与多向聚能爆破的爆破漏斗体积对比实验。结果表明,多向聚能爆破能够增加爆破漏斗体积并提高了爆炸能量在岩石破裂破碎方面的分配比例,提高了炸药利用率。     

对称双线型聚能爆破技术数值模拟研究及应用

以直径28mm的煤矿许用炸药为研究对象,通过理论分析和数值模拟技术,设计一种带有对称双线型聚能槽的装药结构,使普通炸药具有聚能爆破作用。模拟研究表明,带有对称双线型聚能槽(65°夹角)的炸药在聚能方向做功能力得到提高,爆炸产物速度提高了35.7%,爆压提高了2.5倍。将此技术在煤矿岩巷掘进光面爆破中进行了应用,提高了光面爆破效果。     

对称双线型聚能爆破技术数值模拟研究及应用

以直径28mm的煤矿许用炸药为研究对象,通过理论分析和数值模拟技术,设计一种带有对称双线型聚能槽的装药结构,使普通炸药具有聚能爆破作用。模拟研究表明,带有对称双线型聚能槽(65°夹角)的炸药在聚能方向做功能力得到提高,爆炸产物速度提高了35.7%,爆压提高了2.5倍。将此技术在煤矿岩巷掘进光面爆破中进行了应用,提高了光面爆破效果。     

连续箱梁临时支座预留孔爆破拆除方法

以前 ,采用硫磺砂浆热熔法拆除悬浇箱梁临时支座 ,效果不理想 ,耗时费力。在广珠西线橹尾橇特大桥主桥连续箱梁临时支座的拆除中 ,采用了预留孔的爆破方法 ,破碎效果好 ,拆除速度快。本文介绍了爆破设计的原则、药量计算、炮孔布置、起爆网路和安全措施。此外 ,还介绍了利用PVC管预留炮孔的施工方法     

The influence of some blasting techniques on the probability of ignition of firedamp by permissible explosives

The ignition of firedamp by permissible explosives is assessed by means of gallery testing conducted by the Bruceton up-and-down method. Six test series were made in order to analyze the influence of several blasting practices in long-holes coal blasting, namely: use of slotted PVC pipes, detonating cord, salt cartridges and double (top and bottom) initiation. The parameters of the distributions of the probability of ignition are determined by the maximum likelihood method; normal, logistic, lognormal and Weibull distributions have been used. Confidence bands for the probability points are obtained both from the asymptotic standard errors of the parameters and by a bootstrap-like technique. The four distributions used give similar results in a rather ample probability range; discrepancies in the probability points are within 2% and in the confidence limits within 10% in a range of probability [0.1, 0.9] in most of the cases. The use of detonating cord is found to affect significantly the probability of ignition; the double initiation does also have an influence though not statistically significant at a 95% level; the use of salt cartridges, in the amount tested, has little effect in the ignition probability; the use of PVC pipe shows no effect.