柱状装药残孔长度的理论和试验研究

首先分析了柱状装药的爆破作用特性，在此基础上探讨了残孔形成的机理；提出了柱状装药等效抵抗线的概念，并以此为据建立了残孔长度的近似计算公式；然后进行了生趣单孔柱状装药爆破漏斗的模型试验研究，以此验证理论分析的正确性和计算方法的合理性。     

柱状装药爆破时药量的爆破漏斗求算法

根据利文斯顿爆破漏斗理论以比药量不变为原则，探讨了通过小药量下爆破漏斗试验求解柱状区爆破药量的计算方法。     

151m超深孔连续柱状装药水压爆破

介绍了超深孔连续柱状装药水压爆破技术的实验研究和在 15 1m深孔预碎裂爆破中的实际应用。在实验的基础上进行了非金属装药外壳的全长密封连接工艺设计 ,使普通工业爆破器材在注水超深孔中得到了可靠应用     

基于岩粉分段装药的爆破技术研究

采用LS-DYNA动力有限元分析程序,模拟计算了深孔台阶爆破条件下炮孔连续装药和采用岩粉作为间隔介质的分段装药爆破效果。对比分析了连续装药和三种不同分段比例的装药结构爆炸后孔壁的压力极值和压力衰减程度,以及通过Von Mises有效应力极值判别自由面单元是否发生破坏。计算表明,炮孔上部装药40%,下部装药60%,中间采用岩粉作为间隔介质的分段装药结构能够提高炸药能量的利用率,更有利于中上部岩石的破碎。通过对青海威斯特铜矿的爆破试验,进一步验证采用岩粉作为间隔介质的分段装药结构不仅可以降低大块率和爆破振动强度,同时还能够减少爆破综合成本。     

裂隙岩体空气间隔装药数值模拟研究

节理裂隙是自然岩体普遍具有的特征,工程实践与研究均表明岩体裂隙对于岩石爆破效果存在显著影响.针对空气间隔装药在裂隙岩体中的应用问题,采用有限元分析方法对不同节理间距条件下垂直节理岩体空气间隔装药爆破进行了数值模拟,分析了不同节理裂隙间距条件下爆破的损伤效果与应力分布情况,探讨了裂隙岩体对空气间隔装药爆破效果的影响作用.     

轴向不耦合装药爆破应用研究

轴向不耦合装药是一种有效的爆破装药技术。以往研究显示,轴向不耦合装药在减少炸药用量同时,能够改善爆破效果。为了取得良好效果,轴向不耦合装药必须采用适合的爆破参数。采用数值模拟及现场试验,研究了轴向不耦合装药的间隔位置及间隔长度对爆破效果的影响,并探讨了合理参数范围。该研究结果可以为工程爆破施工提供参考。     

TNT装药爆轰的远场超压数值模拟研究

装药在空气中爆炸对目标的毁伤因素主要为峰值超压和比冲量,大当量的TNT装药在远场对目标毁伤的主要因素为峰值超压。利用AUTODYN-2D软件对1000 kgTNT装药在空气中爆炸的情况进行有一定地面爆高高度二维数值模拟,结果表明:在一定爆高高度的情况下较触地爆炸,近场(水平距离S<10 m)时峰值超压在随着h的增大而减小;远场(S>30 m)冲击波峰值到达时间较晚,在炸高与水平距离之比h/S=0.1时峰值超压达到最大值。研究结果对于冲击波峰值超压在远场的预测以及对目标的毁伤效果评估具有一定的参考价值。     

矿用条形药包轴向爆轰波碰撞聚能特性研究

针对矿用条形药包爆破坚硬岩石时,常出现大块率高、留有爆破根底的情况,提出了一种改变条形药包爆轰压力分布的双线性对称起爆技术。采用数值模拟与标准试验相结合的方法,分析了双线性对称起爆下条形药包轴向爆轰波的传播特性。研究表明:采用双线性对称起爆时,爆轰波依次产生正反射、斜反射和马赫反射现象,爆轰压力可达到中心点起爆时稳定爆轰压力的1.75倍以上;在药卷中心与起爆点连线相垂直的截面边缘上,爆轰压力值可达到稳定爆轰压力的4.09倍以上;在32～80 mm药卷直径范围内,爆轰波碰撞聚能效果随着药卷直径的增大而增大。与铅壔试验结果对比表明:采用双线性对称起爆时,炸药做功能力相较于中心点起爆方式可提升14.5%(铅壔试验)和17.1%(数值模拟)。研究结果对于爆轰波碰撞聚能机理研究有一定的参考意义,可为降低爆破根底和提升炸药能量利用率提供新思路。     

粒状炸药爆轰性能影响因素研究

对影响两种粒状炸药(ANFO,AL-ANFO)爆轰性能的主要因素(装药密度、装药直径、约束条件等)进行了实验研究,获得了粒状炸药临界直径与装药密度、约束条件等的相互关系。同时对压气装药技术对粒状炸药爆轰性能的影响也进行了实验研究。结果表明:(1)AL-ANFO的爆轰性能优于ANFO;(2)两种炸药的临界直径均随约束条件的增强而减小;(3)即使在零炸高无聚能条件下,ANFO的爆轰强度(104mmPVC)足以穿透25mm厚的钢板;(4)压气装药技术能够明显改善粒状炸药的爆轰性能。     

动压影响下陷落柱破裂机理研究

为研究采场动压对陷落柱裂隙带的扰动破坏机理,采用FLAC3D程序模拟裂隙带内水平应力变化及塑性区分布随工作面推进时的规律。数值模拟结果表明,陷落柱周边裂隙带内的裂隙受开采影响极易发生扩展贯通,进而诱发矿井突水事故。分析结果表明,裂纹因所受水平地应力变小而发生扩展与贯通,从而使裂隙带成为矿井导突水优势通道。     

中部空气间隔装药结构不耦合状态光面爆破效果研究

分析了5种中部空气间隔装药不耦合状态的光爆效果,运用ANSYS/LS-DYNA软件针对5种不同的不耦合系数分别建立了5种不同空气柱长度的数值模型,比较相邻周边孔1/2孔距及孔壁所选单元的有效应力时程曲线及有效应力峰值随不耦合系数变化的规律,结果表明,有效应力随轴向不耦合系数增大而减小。从减小炸药段附近单元有效应力以及保证空气柱中部裂缝贯通的角度出发,于本文模型的地质条件下较优的轴向不耦合系数为3.5~4.5。     

旋流-静态微泡浮选柱旋流力场的数值模拟研究

文章介绍了旋流-静态微泡浮选柱的结构和工作原理,通过旋流力场的数值模拟,分析了旋流-静态微泡浮选柱利用微泡浮选、逆流浮选及旋流离心力场强化分选的机理。     

基于岩石装药孔要求的聚能装药技术研究

针对岩石装药孔要求,利用有限元仿真软件AN-SYS/AUTODYN对锥形装药、亚半球装药和K装药3种典型装药结构对岩石的侵彻过程进行了数值仿真研究,得到如下结论:亚半球装药可以形成较大的侵彻孔径,但需要增加侵深,较适用于低强度、低密度岩石;K装药可以形成较好的大深孔,但其对岩石的破坏程度较大,较适用于高强度、大密度岩石。利用实验对仿真结果进行了校核比较,结果表明仿真和实验结果符合较好,研究工作为满足岩石装药孔的装药结构设计要求提供了一条新的思路和途径。     

基于土柱淋滤实验的U天然在包气带迁移模拟研究

以某地浸铀矿山为例,基于室内土柱淋滤实验,分析了包气带对U_天然的吸附和阻滞能力,确定了U_天然在包气带中的阻滞系数和分配系数等关键溶质运移参数,并结合实验结果,采用Hydrus-3D建立包气带数值模型,预测了放射性核素U_天然在土壤包气带中的迁移规律,结果表明：包气带对U_天然有较强的吸附阻滞能力,通过实验和模拟相结合的手段,可模拟预测U_天然在包气带中的迁移过程,为地浸铀矿山土壤、地下水环境治理及风险防控提供参考。     

岩石中深孔预裂爆破应力分布的研究

根据岩石爆破特征,对中深孔欲裂爆破产生的弹塑性区的应力分布进行了研究,给出了弹塑性区内应力分布的解析表达式。借助于爆炸力学近似计算公式,验证了应力在弹塑性区的分布,理论计算结果表明,理论计算值与近似计算基本一致。     

采动影响对陷落柱活化导水机理数值模拟研究

为研究采矿对陷落柱活化作用,利用数值计算软件FLAC3D对强充水陷落柱、不充水陷落柱和煤层底板中赋存陷落柱的破坏过程进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的应力、应变和塑性区的变化.研究表明,陷落柱在采动应力场和渗流场的相互作用下,渗流压力引起陷落柱围岩产生应变,同时采掘工作形成的应变也同样会引起渗流系数的变化.随着承压水压力的增大,陷落柱泥化带、裂隙带和破碎带的宽度都相应增大.对底板中陷落柱突水进行模拟,采动影响先产生在底板进而影响陷落柱.减小回采空间可以减小顶底板以及围岩的变形、破断和移动,保证底板隔水岩层的隔水能力.     

基于LS-DYNA的射孔弹侵彻煤层可行性探究

为了解决高瓦斯低透气性煤层的瓦斯预抽问题,采用LS-DYNA3D非线性动力学有限元分析软件对射孔弹压垮药型罩形成射流过程和侵彻煤层进行了数值模拟,分析了金属射流的形成以及侵彻煤层作用范围,侵彻深度1.4 m。并与无药型罩射孔弹侵彻煤层即切缝药卷爆破进行了对比。结果表明,侵彻深度较无药型罩射孔弹提升了250%,作用面积提升了2 592%。     

朝川矿一井回采巷道支护技术研究

采用动态锚杆支护方法,从地质条件、围岩性质、地质力学特征等方面出发,利用理论计算、工程类比和数值模拟等技术方法,对朝川矿一井己16-1721060工作面回采巷道支护进行初始设计。通过试验监测结果的反馈对初始设计方案进一步修改,最终确定试验巷道的设计方案。