数码电子雷管微差爆破振动影响因素分析

微差爆破网路设计对于控制爆破振动、提高爆破效果具有重要意义。对数码电子雷管爆破网路不同延期方案下的爆破振动影响因素进行定量分析,以优选微差爆破方案。以某露天矿山为工程背景,选取延期时间、爆心距2个分析指标,设置8,16,24,32,48,72 ms共6种延期方案,开展方差分析及萨道夫斯基回归分析。结果表明：爆心距单因素对爆破振动速度的影响相关系数R2为0.719 2;爆心距、延期时间双因素共同作用对爆破振动速度的影响相关系数R2为0.9008,均具有较强相关性;在距离爆源60～200 m,延期时间对爆破振动速度大小具有较大影响,且当最大段装药量一致时,不同延期时间对爆破振动速度的影响趋势相同。     

爆破地震波穿越结构面振速叠加效应分析

为探索爆破振动作用下岩体结构面对爆破振速峰值叠加的影响,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元软件分别建立某露天矿含结构面和不含结构面的边坡爆破模型,对地震波穿越结构面振速叠加效应进行分析。数值模拟结果表明,在相同爆心距的条件下,17 ms双孔延期爆破的振动叠加放大系数最大,25 ms次之,42 ms最小;当地震波穿越结构面后,随着爆心距的增加,爆破振动放大更加明显,其中在爆心距为120m处,含结构面与不含结构面边坡爆破质点振动放大系数分别为1.42,1.26;此外,微差爆破的延期时间越长,各分段爆破产生叠加的起始位置越远。     

基于精确延期的深孔控制爆破技术

结合基础开挖工程,探讨了电子雷管起爆技术及其在复杂环境下深孔爆破工程的应用,结合振动监测结果,分析了基础开挖逐孔精确延期爆破及其振动效应与控制技术。研究结果表明：高精度电子雷管可大幅度地降低爆破振动强度,结合预裂控制爆破,降振效果更加显著;通过优化延期时间,爆破地震波可调整为均匀分布的高频低峰值波形,爆破破岩效果与有害效应得到精确控制。     

电子雷管和导爆管雷管爆破的振动能量对比分析

为了对比电子雷管和导爆管雷管延期起爆对爆破振动能量分布规律的影响,从爆破振动能量角度开展了模型试验与现场试验。基于MATLAB小波包分析方法,将爆破振动信号按频率划分为32个频带,分析了各频带能量和质点峰值速度(PPV)。结果表明:电子雷管和导爆管雷管延期起爆产生的振动能量主要集中在1～4频带(0～125Hz),随着爆破振动能量增加,能量分布趋向于中高频带;振动能量显著影响峰值质点速度大小,导爆管雷管起爆条件下频带由低到高,其PPV先减少、再增加、后减少,呈“N”形分布;现场试验中相比于导爆管雷管,电子雷管起爆条件下的平均降振率为21.3%,平均振动能量降低了32.7%;使用导爆管雷管进行微差爆破作业时,由于导爆管雷管的延期精度较差,导致炮孔之间的振动叠加效应十分明显,爆破产生的振动能量远大于电子雷管起爆产生的振动能量。实际工程中,通过电子雷管设置合理的延期时间可以有效降低爆破振动。     

基于振动波传播规律的微差台阶爆破降振研究

在某露天矿实施逐孔台阶微差爆破试验,试验过程对三个不同延期时间爆区进行测振。对所测数据和波谱进行分析研究,探究出爆破振动过程中振动波传播规律以及波速峰值、主频、频带能量、总能量等的变化特征。在此基础上分析该特征与爆破振动之间的关系,发现最大主频、峰值速度、能量汇聚点出现时间和最大振动位移出现时间点吻合。同时对峰值速度随时间变化依据所测得的数据进行数学拟合,给出了速度波衰减方程。通过以上研究发现,改变微差时间来控制这些变量出现的时间点可降低爆破振动。所得理论可为今后爆破降振提供技术参考。     

数码电子雷管在某近城镇矿山的降振应用研究

某近城镇露天矿山生产爆破产生的爆破振动对周边城镇区域影响较大。为控制爆破振动危害,引入数码电子雷管,并进行降振应用研究。通过比较数码电子雷管不同延期时间下爆破振动的大小,确定了适宜于降振目的的延期时间设置方案。结果表明,数码电子雷管延期时间为28 ms时降振效果最佳,平均降振幅度达31.65%。通过实践证明,在适宜的延期时间下,数码电子雷管具有较好的降振效果,为同类工程提供借鉴。     

单孔爆破振动不耦合效应试验研究

单孔爆破是各种爆破技术研究的基础,通过改变不耦合系数1.0~1.7,对距炮孔中心不同距离进行爆破振动测试,研究了单孔爆破振动的不耦合效应。不耦合装药能够显著地降低振动速度峰值,相同耦合系数条件下爆破振动速度随着距离增加而成指数衰减,在相同距离时最大降振率可以达到80%。在单孔爆破振动测试试验基础上,给出了不耦合系数与振动强度及距爆源距离的关系。     

单孔爆破振动不耦合效应试验研究

单孔爆破是各种爆破技术研究的基础,通过改变不耦合系数1.0~1.7,对距炮孔中心不同距离进行爆破振动测试,研究了单孔爆破振动的不耦合效应。不耦合装药能够显著地降低振动速度峰值,相同耦合系数条件下爆破振动速度随着距离增加而成指数衰减,在相同距离时最大降振率可以达到80%。在单孔爆破振动测试试验基础上,给出了不耦合系数与振动强度及距爆源距离的关系。     

和尚桥铁矿露天爆破孔间微差间隔优选试验研究

为削弱和尚桥铁矿爆破振动对周边环境的影响,采用数码电子雷管开展了不同微差间隔的现场爆破试验,采用指数函数进行回归得到了不同延期时间的爆破振动速度拟合公式。研究表明,微差时间对爆破振动速度影响明显;随着微差时间的不断增加,振动速度呈现出波浪形变化趋势;当测点在40 m范围内,微差时间16 ms时振速最小;当距离增加到60 m时,微差时间32ms时振速最小。对于爆破近区的保护,适宜采用孔间微差16 ms,远区适宜采用孔间微差32 ms。当采用澳瑞凯高精度导爆管雷管时,在距离爆区60～100 m有保护对象时,推荐采用孔间微差25ms,其他区域采用孔间微差17 ms。     

露天矿开采爆破振动对尾矿坝稳定性影响研究

为研究露天矿开采过程中爆破振动波的衰减规律及其对临近尾矿坝稳定性的影响,以苍坑铁矿爆破开采为工程背景,进行爆破开采时尾矿坝振动效应试验。试验结果表明,可用萨道夫斯基公式预测爆破开采产生的地震效应,计算得到爆破地震波衰减参数为K=227,!=1.924;计算推导出该矿区在正常生产情况下,所允许的最大齐爆药量和最小起爆距离;与齐爆药量相比,垂直振速峰值受爆心距的影响更敏感,其随爆心距呈指数变化。     

确定延时爆破间隔时间的新方法

随着城市的发展,城市爆破对振动的控制越来越严格,延时爆破是比较常用的减振手段之一。依据波的叠加原理与波的干涉,对爆破地震波的叠加效应进行理论分析,可以推导出2孔延时爆炸产生爆破地震波叠加的波动方程,得出延时爆破的最佳间隔时间;同时利用波形峰值包络线的思想与爆破地震波叠加的波动方程,拟合出了测点处质点振动速度的近似解析式;最后通过案例,利用单炮次爆破振动波形图,拟合测点处质点振动速度的表达式,根据不同延时间隔时间爆破振动的理论波形图,确定最佳的延时爆破间隔时间。     

基于精确毫秒延时控制的爆破降振试验研究

为充分利用数码电子雷管实现精确延时控制爆破振动及改善岩石破碎效果,基于岩体中炸药爆炸能量分配理论,推导出逐孔起爆时孔间合理延期时间的计算公式。结合露天矿山生产实际,采用隆芯1号数码电子雷管及铱钵起爆系统,设计开展了室内精确延时控制爆破相似模型试验。运用Matlab7.0对振动时程信号进行时间－能量密度分析,结果表明,设置合理孔间延期时间能有效降低爆破振动强度;模型试验中,2 ms延期时间下振动波形速度峰值依次为1,3,4和5 ms延期时间下的69%,76%,77%和78%,能量百分比依次为37.3%,84.5%,52.6%和58.4%。工程实践应用表明,在堰口采石场所采用的爆破参数情况下,孔间以20 ms为延期时间利于降低爆破振动,改善爆破效果;提出的合理孔间延期时间计算公式切实可行。     

雷管断别对露天台阶爆破地震效应的影响研究

毫秒延期爆破所选雷管的精度直接影响爆破网络的设计和分段间隔的选取，这是影响爆破质量和爆破地震效应的主要因素之一，对于普通毫秒延期雷管，雷管段别又直接影响到雷管精度的。基于此本文就雷管段别对地震效应的影响进行了深入研究，研究表明对于多段毫秒延期爆破，最大段药量发并不预示着一定产生最大振动速度。基于我国大多数矿山及各类爆破工程基本采用普通毫秒延期雷管这一事实，此现象预示着目前我国爆破安全规程中，以最大药量计算和安全校核爆破最大振动速度是偏于保守的。通过对不同段别毫秒延期雷管地震效应的研究，得到适合黑山铁矿爆破条件，具有良好爆破效果和一定降振效果的雷管为第6～10段，最佳段别第7段毫秒延期雷管。     

电子雷管在光面爆破中的应用

针对光面爆破后的边坡光滑稳定及爆破后石料破碎块度均匀的要求,以温州绕城高速公路路堑开挖爆破工程为背景,对比测试了电子雷管和导爆管雷管的延时精度,并进行了电子雷管并联起爆网络和导爆管雷管复式起爆网络的光面爆破试验,比较2种雷管爆破后的石料块度,研究了电子雷管在光面爆破及石料块度控制方面的应用。试验结果表明:电子雷管延期时间的标准差、极差和延时误差均比导爆管雷管小,延期性能优于导爆管雷管。采用电子雷管进行光面爆破,爆破后的边坡表面平整,光爆孔清晰,效果好,且爆破得到的石料块度大部分集中在10～450 mm,块度均匀,能较好地满足工程需求。     

采用高精度雷管的微差爆破实践

简单介绍了微差爆破的原理,阐述了高精度雷管的性能,并与普通雷管进行了延期时间与误差比较。在兰尖铁矿用高精度雷管进行了孔内孔间微差爆破试验,爆破震动测试数据表明,在露天矿采场生产爆破中,使用高精度雷管进行孔内孔间微差爆破,能取得好的降震效果和爆破质量。     

电子雷管在岩巷爆破中掏槽孔微差时间试验研究及数值模拟

为研究直眼掏槽爆破掏槽孔与辅助孔间延期时间对掏槽爆破效果的影响,通过电子雷管的模型试验对不同延期条件下的槽腔形成过程和特点进行了研究。试验采用高速摄影仪对试块槽腔的形成过程进行观测,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对槽腔裂纹扩展进行了数值模拟分析。结果表明：① 在本模型试验条件下,延期时间为1~3 ms时掏槽孔与辅助孔之间的爆炸能量相互作用最紧密,并为辅助孔起爆提供了新自由面,降低了辅助孔起爆受到的夹制作用,爆破效果最佳。② 同时起爆时,相邻掏槽孔与辅助孔之间的岩体比掏槽孔包含的槽腔岩体破碎更充分。延期1 ms起爆时,掏槽孔与辅助孔之间的岩石受辅助孔爆炸冲击波作用瞬时移动速度达到最大,辅助孔起爆产生的裂隙范围也最大,掏槽效果最佳。③ 掏槽孔起爆超过1 ms后对槽腔岩体的影响逐渐消失,此时起爆辅助孔不利于掏槽孔与辅助孔之间爆炸能量相互叠加,降低了掏槽爆破效果。     

数码电子雷管在高瓦斯矿井岩巷爆破掘进中的应用

传统的电雷管只有5个段别,不能满足孔内分段技术对延期时间的要求。数码电子雷管采用电子控制模块,可任意设定爆破延期时间,最小延时时间可设为1 ms,满足瓦斯巷道130 ms内完成爆破过程的要求。另外,目前煤矿岩巷深孔爆破掘进中,由于炮孔底部岩石夹制作用增大导致出现炮眼利用率低等问题。基于数码电子雷管,应用孔内分段掏槽爆破技术,将原先掏槽孔内连续装药改为分段装药,实现了分段延时起爆。将新技术方案在淮南顾北煤矿进行了现场试验。结果表明：基于数码电子雷管,应用孔内分段技术,对比原方案单循环进尺提高了约0.7 m,炮孔利用率提高了约10%,平均块度减少了15%左右,且断面完整没有明显大块,为下一循环提供了良好条件。预估月进尺可由65 m提升至100 m,总体上提高了巷道掘进效率。作为数码电子雷管在井下岩巷掘进的先行试验,在高瓦斯情况下数码电子雷管仍可正常使用,可为今后类似岩巷的爆破掘进施工提供借鉴。     

爆破振动小波包时频特征提取与发展规律

对爆破振动波形信号进行小波包分析，建立预测单段，多段波形的小波包分析模型。结果表明，各细节信号的峰值质点振速随段药量增加而增加，和比例距离对数坐标呈线性关系，细节信号的主振频带分布受段微差间隔的强烈影响。小波包细节信号主振频带分布范围及优势频率随岩土体完整性系数减小而增大，小波包分析模型。可有效预测爆破振动波形的峰值质点振速，主振频带分布及衰减特征。     

多点爆破震动速度衰减规律研究

爆破震动是引起地下矿山巷道破坏的重要原因,掌握爆破震动速度衰减规律,降低爆破震动危害,对矿山的安全高效生产有着重要意义。针对铁蛋山矿区爆破震动造成下盘沿脉运输巷道破坏严重的现状,开展了爆破震动监测工作。对于完整爆破信号数据,采用最小比例距离方法确定了多点爆破爆心距、炸药量和最大振速值的对应关系,为萨道夫斯基公式应用提供参数,并采用实例验证了该方法的可靠性。在此基础上,建立了铁蛋山矿区爆破震动速度衰减模型,获得了距离下盘沿脉运输巷道不同位置开采时所允许的最大单段药量。对矿山回采过程中的爆破参数进行了改进,不同区域采用不同最大单段药量,保证了沿脉运输巷道的稳定性和产能需求。