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。     

逐孔爆破技术在某露天石灰石矿的试验

通过分析普通排间毫秒延时起爆技术和逐孔起爆技术在某露天矿中的应用与试验情况,从爆破振动主振速度、主振频率和能量分布等方面进行了对比分析。试验表明,在同等条件下,逐孔起爆技术可以明显降低爆破振动,且爆破效果好。     

数码电子雷管在司家营露天采场台阶爆破中的试验及应用

司家营铁矿露天矿山划分水平台阶由上向下逐分层开采,采场台阶采用孔间微差爆破方法进行深孔爆破,针对爆破过程中存在爆破振动大扰民、爆破效果差,火工品消耗多,成本高等问题,利用数码电子雷管延时精度高、时间设定灵活、网络检测智能、安全性能可靠等特点实现逐孔起爆,在保证爆破作业本质安全可靠前提下,达到显著降低爆破振动、改善爆破效果、降低爆破炸药单耗,节省了爆破成本,同时提高采矿劳动生产效率。     

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。     

逐孔起爆技术在基坑开挖中的应用

采用浅孔小台阶爆破方案和逐孔起爆技术,选择合理的孔网参数、延时时间,采用多层覆盖防护,爆后爆区岩石块度均匀,周围建筑物未受到爆破振动及飞石影响,达到了预期的效果.     

钻孔爆破孔间最佳延时时间模型试验研究

为探寻钻孔爆破孔间最佳延期时间,采用高速摄影技术、动态应变测试方法以及数码电子起爆系统等高精度试验设备,从新自由面形成时间和应力波残余量两方面因素考虑,通过混凝土边坡模型单孔爆破高速摄影拍摄和逐孔爆破动态应变测试试验进行分析研究。孔间延时时间为5 ms时,前后炮孔间应力波叠加情况很好,但是后孔起爆时未能形成良好的自由面;当孔间延时时间为10 ms时,既能保证有10 mm以上的裂缝形成,后孔起爆时又仍有较大残余应力存在于介质中,有利于形成良好的破碎效果;当孔间延时时间为15 ms时,介质中由前孔爆破产生的残余应力几乎消失;当孔间岩石在20 ms以上时,后孔起爆不受前孔爆破应力波影响。综合考虑,建议逐孔微差爆破中孔间最佳延时时间控制在10~15 ms。     

露天台阶爆破干扰降振作用机理及其应用

露天爆破振动是引发矿山边坡滑移和失稳的主要因素,从爆破地震波产生和传播的条件出发,推导了台阶爆破干扰降振中炮孔起爆延期时间的计算公式。以某矿山实测爆破地震波为例,通过小波变换获得地震波的能量时程关系,将能量峰值间隔时间和炮孔起爆延期时间进行对比分析,结果表明,台阶爆破干扰降振的延时计算公式具有较高的预报精度。研究结果对露天矿山的爆破设计具有指导意义。     

安徽省含山县某道路开挖毫秒微差控制爆破方案设计

为确保安徽省含山县某道路开挖爆破作业安全,制定了毫秒微差控制爆破方案,设计了合理的爆破参数,开展了爆破振动和爆破飞石对民房的安全影响分析。现场爆破振动监测表明,爆区周边民房等处的爆破振动速度小于相应的安全允许振动速度,爆破飞石可以控制在安全范围内。在上述分析的基础上,进一步分析认为采用微差逐孔起爆技术,选取合适的微差时间;合理设计单体爆破自由面方向;采用低爆速炸药、不耦合装药方式;确保炮孔堵塞长度和堵塞质量等措施有助于确保爆破安全施工,对于类似道路开挖爆破作业有一定的借鉴意义。     

基于EMD-HHT的地下浅孔爆破振动规律研究

为了研究金沙矿业官房矿段地下浅孔爆破作业过程中地震强度过大的问题,采取爆破振动监测手段在地表对两次不同炸药量的爆破作业进行监测.基于HHT方法和EMD分解对地下浅孔爆破地震波信号的峰值振速、频率和振幅进行了分析.结果表明:峰值振速反映爆破振动强度及最大荷载区域,主振频率反映爆破作业下建(构)筑物的动态响应情况.地下浅孔...     

复杂环境城镇浅孔控制爆破技术研究

针对攀枝花市区某土石方开挖工程复杂的周围环境,为了安全高效完成开挖任务,采用浅孔控制爆破技术,控制台阶高度为2,3,4,5m,炸药单耗为0.3kg/m3,对不同区域采用合理的爆破参数,严格控制单响药量,多孔延时起爆和逐孔起爆相结合,最危险区最大单段起爆药量控制在2.7kg,并通过对爆破网路、重要设备、建筑物等进行有效覆盖防护控制爆破振动、爆破飞石等灾害,达到了预期的效果,确保了150000m3土石方开挖顺利完工。     

孔间微差时间的1ms时间差对爆破振动的影响

目前,在岩土工程微差爆破领域的研究方面,普遍认为3ms以内的时间差对实际工程的爆破振动效果影响不大,对这方面的研究也不够深入。为此,本文借助数值模拟和工程试验的方法,研究孔间微差时间的1ms时间差对爆破振动影响。以自由面形成原理计算孔间微差时间,并以此为依据,按1ms等间距选择了9ms、10ms、11ms、12ms、13ms、14ms、15ms共7种孔间微差延迟方案进行数值模拟,以爆破振动速度确定最优微差时间。然后,通过工程试验验证最优微差时间的爆破振动效果。数值模拟和工程试验结果表明： 1ms和2ms的误差引起爆破振动速度的变化分别达到0.9%~8.1%和2%~13%,将孔间微差时间精确到1ms级对爆破减振有明显的效果,15ms孔间微差时间的爆破振动最小,对周边建筑物影响最小,监测点振动速度符合安全要求。     

数码雷管露天深孔微差爆破网络数值模拟

以河北司家营露天矿场为研究对象,研究数码雷管精准延期的深孔露天微差爆破,提出可增大爆破效果、减少爆破振动危害的微差爆破网络,并利用非线性动力分析软件LS-dyna模拟4种不同方案的露天深孔微差爆破。结果表明：采用菱形布孔,孔间间隔单炮孔爆破地震波的半周期,S型串联起爆顺序的微差爆破网络,在水平距离起爆点3 m~18 m处,比原矿场爆破方案下的有效应力增大24.8%;在水平距离爆源25 m~200 m处,比原矿场爆破方案在X方向爆破振速峰值减小,即爆破振动危害减小;模拟结果对类似露天深孔爆破工程设计及实践具有一定的参考意义。     

微差时间和填塞长度对临近充填体的影响研究

嗣后充填采场二步回采过程中,中深孔爆破会对临近充填体产生影响,因此研究充填体爆破响应对保证采矿安全具有重要意义。通过开展现场爆破振动测速,将监测数据进行拟合获得衰减方程,同时采用ANSYS/LSDYNA软件对不同微差时间和填塞长度的方案进行了数值模拟分析。结果表明:(1)衰减方程推算结果和数值模拟结果基本保持一致,ANSYS/LS-DYNA软件用于模拟爆破对临近充填体稳定性的影响可以获得较为理想的效果。(2)随着微差时间从19 ms增加到25 ms,矿房与充填体交界面的最大有效应力和峰值速度均呈现先降低后增大的趋势,当微差时间为23 ms时,达到最小值,满足规范要求,对充填体影响最小。(3)基于矿山原爆破参数方案,设计了4种填塞长度方案,通过分析矿房与邻近充填体交界面的最大有效应力和峰值速度,当填塞长度l_s1～l_s5分别为2、4、2、5、4 m时,爆破对充填体影响最小,降振效果最佳。研究成果可供类似空场嗣后充填矿山炮孔参数设计参考。     

金堆城南露天数码雷管减震爆破试验研究

为了确定合适金堆城南露天生产的孔间和排间的微差时间,以达到最佳的减震效果,在金堆城南露天1224平台、1236平台进行现场数码雷管减震爆破试验。分别选取孔间微差时间9ms、25ms、30ms、42ms,排间微差60ms、65ms、75ms、80ms。并与金堆城现场生产爆破采用的孔间微差25ms,排间微差65ms的爆破进行对比。用Split-Desktop3.0软件对爆破块度进行统计分析,得出不同的孔间微差和排间微差的爆破效果。结果表明,孔间30ms排间75ms的微差时间效果最优,与生产爆破相比减震率为38.4%。     

中深孔爆破动载荷下块石充填体强度响应研究

为分析地下中深孔爆破动力载荷作用对充填体安全稳定性的影响和论证废石注浆构筑人工矿柱技术可行性, 结合卡房分矿试验采场工程实际, 在物理力学试验的基础上, 利用LS-DYNA软件对充填体在连续微差爆破动力载荷下的强度响应进行了数值模拟试验。研究结果表明:预裂缝对爆破载荷作用具有明显的减弱效果, 且减弱效果随预裂缝的长度增加而递增, 当预裂缝长度为爆破落矿宽度2倍时, 振动峰值降低83.07%, 最大拉应力降低91.14%, 能够满足充填体强度要求。在预裂缝存在的情况下, 振动主频降低, 衰减周期增长, 需要更大的微差时间对振动主相进行分离, 但是随微差时间进一步增加, 降振效果趋缓。数值模拟结果分析表明, 选用合理的爆破参数可以对块石充填体人工矿柱进行中深孔爆破。     

小断面隧道快速掘进爆破方案优化研究

为解决西南地区小断面隧道爆破开挖时围岩稳定性差、超欠挖严重、爆破振动速度过大等问题,从水压爆破、准直眼掏槽形式、毫秒延时爆破三个方面对相关爆破参数进行优化分析,并从理论上给出了取得良好降振效果的最优毫秒延时范围。结果表明：1）水压爆破技术和准直眼掏槽形式的使用,能较好地改善爆破效果,形成较好的隧道轮廓和掏槽效果,但是无法控制爆破振动大小。2）从波形叠加的角度对隧道毫秒延时干扰降振原理进行了分析,得到了23ms～46ms的最优毫秒延时理论值范围。3）经现场验证,不良地段选用25ms延时作为相邻炮孔延期时间,掏槽眼与辅助眼、辅助眼与底板眼之间选用45ms延期时间的隧道断面延时设置能够将振动速度控制在1cm/s以下,降振效果良好。     

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。     

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。