钻孔爆破炮孔孔壁压力计算模型

针对钻孔爆破数值模拟过程中炮孔孔壁压力取值较为复杂的问题,通过分析炸药爆轰过程以及爆破介质的破坏和运动过程,构建了孔壁压力的简化计算模型.该模型将爆破过程分为4个阶段:炸药爆轰炮孔升压、炮孔初步弹性膨胀、孔壁裂纹张开且气体流入、介质剥离抛掷且气体逸出.通过简化分析介质的爆破破坏过程,分别确定了各阶段的持续时间.通过简化...     

岩石深孔梯段爆破侧向破裂范围计算分析探讨

根据爆炸气体等熵膨胀理论和应力波传播理论,推导了孔壁压力计算公式,以及由应力波传播和爆炸气体引起应力状态的计算公式.同时根据现场实际资料,进行了混装乳化炸药在岩石深孔梯段爆破中的侧向破裂范围的实际计算,计算结果对实际工程有一定的参考应用价值.     

PVDF薄膜传感器用于测试块状岩石表面爆炸应力的研究

采用PVDF（聚偏二氟乙烯）薄膜传感器对岩石表面爆炸应力进行测量,并分析炮孔内不同填塞介质对爆炸应力波在岩石介质中传播的影响。在直径为28 mm、孔深为25 cm的炮孔内填塞不同的介质（空气、水或沙子）,采用不同的装药结构分别进行爆破试验,通过PVDF薄膜传感器得到了不同工况下岩石表面应力波时程曲线。分析炮孔内不同填塞介质对爆炸应力波透射的影响发现,水作为炮孔填塞介质时,爆炸应力波透射能力强,炸药爆炸产生的能量用于岩石破碎的比例高。水作为炮孔填塞介质时,为达到岩石开裂效果,装药结构设计为1发8^#雷管加2 g传爆药（聚黑-14）;当沙子作为炮孔填塞介质时,为达到岩石的开裂效果,装药结构设计为1发8^#雷管、2 g传爆药（聚黑-14）和20 g炸药（聚黑-2）;前者炸药用量仅为后者的15.3%。炸药使用量减少,也降低了爆破次生危害的影响程度。用PVDF薄膜传感器在岩石表面直接测量爆炸应力的方法是可行的。     

不偶合装药管道效应的理论研究

前言在深孔爆破中,由于硝铵类炸药卷与炮孔壁间存在径向间隙,当其装药长度大于一定值时,就会出现管道效应现象。由于这种效应的存在,常使炸药传爆到一定距离后爆轰中止,或爆轰不稳定,致使不能充分利用炸药爆炸能量来破碎岩石,直接影响了深孔爆破效果和井巷掘进速度。而未爆的残药还可能带来其它危害。为了解决这些问题,国內外不少学者进行了大量的实验研究。从对现象的观察和测试结果中提出了管道空气隙内存在有超前于爆轰波     

爆炸波的含义及其作用

本文针对炸药爆破岩石的实际问题,着重阐述了爆轰波、冲击波、应力波、爆破地震波和球面谈等名称、含义及其在爆破中的作用。     

炮孔复合装药技术在高边坡爆破中的应用

介绍了在路基高边坡爆破开挖中,应用炮孔复合装药结构技术,有效地控制了炸药爆轰波传播方向,降低了爆破冲击波及反射拉应力对高边坡保留岩体的作用,确保了高边坡的完整性和稳定性,并使保留岩面基本达到设计坡率的平整度.     

深孔爆破鼓包及爆堆尺寸的计算

炮孔中炸药爆轰后在炮孔周围的岩石中产生径向压缩应变波,这种径向压缩应变波使炮孔周围的岩石产生径向裂隙.径向压缩应变波在传播过程中遇临界面反射而成径向拉伸波.而反射波与入射波相互叠加,引起径向裂隙的延伸,特别是当径向裂隙与反射波的传播方向垂直时,这种腔壁裂隙的延伸效果最明显.爆轰气体产物挤入撕裂的腔壁裂隙,这些高压气体继续产生压缩,在裂隙间形或棱锥形岩楔,裂隙不断延伸直至自由面.随后气体和岩石的混合物继续沿最小抵抗线方向自由移动,直到所有气体排出自由面压力解除为止.根据高速摄影机观测的鼓包速度的水平分量和垂直分量,即可计算岩石获得冲量的大小.利用鼓包速度还可计算岩石的运动轨迹.假如岩块在飞行中不发生相互碰撞,直到与地面或其它静止物体相撞而停止.如果岩块落地后堆积坡度比自然安息角大,岩块将继续下滑,直到稳定为止.文中比较了计算的爆堆尺寸和实测的爆堆尺寸,同时讨论了炮孔倾角和延时间隔的影响.     

乳化炸药的压力减敏作用

乳化炸药的压力减敏作用１引言影响岩石爆破破碎的参数可以划分为三类：岩石特性、爆破炮孔布置和炸药性能。一般用来预测破碎度的数学模型均以某种方式考虑这些参数（Ｎｉｅ，１９８８）。然而，通常均假设炸药的性能正常。这就是说，炸药以一定的爆速进行爆轰，并且释放...     

不同炸药对花岗岩不同位置爆破的数值模拟

针对在矿山开采中炸药利用率不高和爆破效果不理想的情况,以辽宁省鞍山市某矿区岩种—花岗岩为例,利用ANSYS/LS-DYNA进行二维双孔爆破数值模拟,以炸药与岩石匹配为突破点,寻求特定岩种的炸药种类及爆破参数。首先设置炮孔间距为380、480、580、680、780 cm的模型,然后在每一种模型中,花岗岩与10种炸药分别进行能量匹配,共有50种匹配方案。分别提取4个不同位置的单元应力时程:两个炮孔间中垂线、第1炮孔水平线、第1炮孔中垂线及第2炮孔中垂线。通过对应力时程数据的提取、筛选、拟合、计算,得到孔距为780 cm时,Cyclotol炸药在4个不同位置单元的爆破深度分别为500、400、500、500 cm,有效爆破时间百分比分别为16.81%、16.81%、10.84%、19.35%。通过10种炸药与岩石匹配,综合分析爆破深度及有效爆破时间百分比,得到Cyclotol炸药与花岗岩匹配的爆破效果最佳,可以为矿山爆破优化提供依据。     

优化深孔装药的研究

本文根据炸药爆轰理论与岩石力学原理,就优化深孔装药,从装药发出的应力波作用和气体压力持续作用两个方面进行探讨;并根据深孔内延长药包对底板抵抗线的作用机理,确定优化装药参数、装药结构、"自封堵塞药包"为提高炸药能量利用率和岩石破碎质量,提供初步的深孔装药优化方法.     

炮孔复合装药结构的功能和设计要求

在同一炮孔中装入两种不同爆速的炸药,形成复合装药结构。基于爆轰波传播理论,给出了高爆速炸药引爆下低爆速炸药爆轰波传播的波迹方程,指出复合装药结构具有爆轰波向一个主要方向传播的功能。利用具有这个功能的复合装药结构,可以达到降低爆破地震、提高光面爆破效果等爆破目的。文中同时阐述了复合装药结构的设计要求。     

巷道深孔掘进不同药径比爆破动力研究

近年来,随着矿山机械化程度的不断提高,大型先进凿岩台车的普遍推广应用,某些矿山在深孔掘进爆破过程中出现了炮孔药径比不匹配的问题。为了确定合理的炮孔药径比,运用有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA构建巷道深孔爆破中装药结构的计算模型,4种炮孔药径比分别取1∶1、1∶1.2、1∶1.225、1∶1.25,对典型单元的应力云图和压力时程曲线进行对比分析。计算结果表明:当炸药与孔壁之间有空气介质存在时,应力波压力峰值会快速衰减,能够减少炮孔壁岩石的过粉碎或造成"再生岩石"现象。此外当炮孔药径比为1∶1时,单元压力峰值随着远离炮孔装药轴线衰减最快,而炮孔药径比1∶1.2时,压力峰值则衰减最慢。对于钻头直径Φ45mm的凿岩台车,合适的炸药药卷直径为Φ38~40mm,可依此指导矿山企业合理定购爆破器材。     

湖北三鑫金铜矿扇形中深孔爆破参数优化数值模拟研究

湖北三鑫金铜矿进入深部开采后,采用扇形中深孔爆破破岩方式回采顶底柱,由于布孔方式和岩石物理力学性质发生变化,导致扇形中深孔爆破存在大块率高、缩口严重等问题。运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对不同孔网参数的中深孔爆破过程进行数值模拟计算。基于现场岩石实际物理力学性质和实际炸药材料参数建立了1.4 m、1.6 m、1.8 m三种不同孔底距和1.6 m、1.8 m、2.1 m三种不同排间距数值计算模型,通过分析炮孔爆破过程中关键时刻模型有效应力云图,确定出扇形中深孔爆破方式的岩石低应力区集中在两炮孔中心线中上部位置,再通过将布置在模型关键位置监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石材料的最大动态抗拉强度对比,确定出当孔底距为2.1 m,排间距为1.4m时低应力区内监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石的最大动态抗拉强度最为接近,确定出三鑫金铜矿扇形中深孔爆破的最优孔网参数：最优孔底距2.1 m,最优排间距1.4 m。经现场应用试验验证在相同炸药单耗的情况下,更优的孔底距、排间距设计能够有效的降低扇形中深孔爆破的大块率高、缩口严重的问题。研究成果可为矿山后续回采工作提供...     

各种许用炸药的冲击感度

炮孔爆轰突然产生瞬时应国波对邻近炮孔装药产生的影响，这对炸药使用人员来说，是一个非常重要的问题。有些炸药在此应力的作用下，会发生殉爆；而有些炸药受此应力的作用后，发生暂时性的密度增大现象，增加到一个限值之后，又会恢复到原来的密度还有一些炸药在此应力的作用下，产生有害的变化，即会永久性的失去应有的感度。这种效应在苛些困难的爆破条件下，如平行孔掏槽或楔形掏槽类破和在容易传播冲击波介质（如煤）中的爆破中     

炮孔复合装药对爆破地震波影响的试验研究

利用炮孔复合装药进行了爆破试验。通过测定质点峰值振速,探索不同方向上地震波强度的差别。同时,与常规装药的爆破震动峰值振速进行了对比。试验结果表明,炮孔复合装药的爆轰波主传播方向上地震波强度最大,其反方向上地震波强度最小;与常规装药结构相比,炮孔复合装药爆轰波主传播方向的反方向上的爆破地震波强度降低30%以上。     

水介质不耦合装药爆破岩石破坏范围的研究和应用

根据水中爆炸理论和爆炸应力波理论,探讨了水介质不耦合装药爆破孔壁初始冲击压力和岩石内的动态应力分布,并以强度理论求算出了炮孔周围岩石中粉碎圈和裂隙圈的范围。在某立井掘进爆破中依据炮孔周围裂隙圈半径理论计算的结果进行掏槽炮孔布置参数设计,从工程实践上进一步验证了炮孔水介质不耦合装药爆破时岩石破坏作用范围理论分析的正确性。     

大型地下厂房开挖爆破损伤影响范围及评价研究

针对溪洛渡主厂房浅孔台阶开挖爆破工程,根据C-J爆轰理论和强度统计理论等分别得到炮孔壁上爆炸冲击荷载曲线和考虑压、拉损伤的岩石动力损伤本构关系。在FLAC3D数值软件中应用该爆炸荷载曲线和本构关系,并建立模拟单个垂直炮孔起爆的三维有限差分计算模型,分析岩石爆破动力响应,得到爆破损伤影响范围特性。同时在现场进行了爆破试验、钻孔声波测试和爆破振动速度测试。将现场试验、基于TCK体积拉伸损伤模型的数值计算与考虑压、拉损伤的数值计算的结果对比,验证压、拉损伤数值模型的合理性。研究成果表明,受地表自由面影响,岩石爆破损伤影响范围随深度增加而减小。炮孔顶部损伤影响水平半径最大,且该半径随单孔炸药量增大而显著增大;与最大损伤影响半径对应的水平径向质点峰值振动速度可作为爆破损伤安全判据;相对深度方向,水平径向为爆破损伤的主要扩展方向;数值计算结果较为合理,研究成果可为类似开挖爆破工程提供参考。     

乳化炸药受压钝化问题的探讨

本文通过煤层中毫秒爆破试验,找出了乳化炸药受压钝化与炮孔间距、延发时间的关系,最终确定了压力作用极限与炸药恢复爆轰能力的关系。     

对称双线性起爆技术在工程爆破中的应用

在爆轰波碰撞和炸药与岩石匹配准则的基础上,提出对称双线性起爆技术,以提高炸药的能量利用率,降低岩石大块率。应用有限元软件中的流固耦合算法,分别对雷管和对称双线性起爆技术下的爆轰波传播和岩石破裂过程进行数值计算,得出采用对称双线性起爆时其中心线上的最大爆压比雷管增加2倍以上。同时,对称双线性起爆技术的岩石首先在中心线上发生大直径的破裂,而雷管起爆时,岩石则以垂直于炮孔壁的方向往四周扩展。将对称双线性起爆技术应用于实际工程,避免了爆破根底,降低了岩石大块率,无需二次破碎,为解决坚硬岩石爆破开挖提供了一种有效的技术手段。     

对称双线性起爆技术在工程爆破中的应用

在爆轰波碰撞和炸药与岩石匹配准则的基础上,提出对称双线性起爆技术,以提高炸药的能量利用率,降低岩石大块率。应用有限元软件中的流固耦合算法,分别对雷管和对称双线性起爆技术下的爆轰波传播和岩石破裂过程进行数值计算,得出采用对称双线性起爆时其中心线上的最大爆压比雷管增加2倍以上。同时,对称双线性起爆技术的岩石首先在中心线上发生大直径的破裂,而雷管起爆时,岩石则以垂直于炮孔壁的方向往四周扩展。将对称双线性起爆技术应用于实际工程,避免了爆破根底,降低了岩石大块率,无需二次破碎,为解决坚硬岩石爆破开挖提供了一种有效的技术手段。