炮孔堵塞长度对爆破效果的影响研究

在爆破工作中,炮孔堵塞的效果对爆破工作的效果与安全有很大的影响,为了提高爆破效果、降低爆破成本,确定炮孔堵塞的最佳长度很有必要。结合爆轰波理论和理论力学,采用理论分析与LS-DYNA数值模拟相结合的办法,进行炮孔堵塞长度对爆破效果影响的研究,并通过现场进行验证。研究结果表明：炮孔深度在0.6～1.4 m时,最佳的炮孔堵塞比例为0.38～0.54,且随炮孔深度的增大而减小,炮孔深度在1.6～2.4 m时,最佳的炮孔堵塞比例为0.36～0.38;炮孔深度超过1.2 m,同时炮孔堵塞长度≥1/2炮孔深度后,存在炮孔堵塞过长效应导致爆破效果不佳。径向不耦合系数R对炮孔的最佳堵塞长度具有显著的影响,当R≤1.8时,最佳炮孔堵塞长度随着R的增大而减小,当R>1.8时,最佳炮孔堵塞长度不随R改变。在大同王村煤业有限责任公司8107顶回风巷进行了现场试验,分别对1.2 m和2.2 m的掏槽孔以及2.0 m的辅助眼进行试验,炮孔的最佳堵塞长度分别为50 cm、90 cm和80 cm,与理论计算、数值模拟的结果相吻合。     

贵州息烽磷矿巷道掘进爆破参数优化与实践

巷道掘进爆破的破碎效果取决于爆破参数的合理与否,其轮廓成形效果一定程度上也会影响着地下矿山巷道围岩稳定性。针对贵州息烽磷矿巷道掘进施工过程中因装药量过大、炮孔布置密集而产生的巷道超挖严重及爆破后的围岩破碎难题,采用了爆破破岩理论分析,并参照类似工程经验对掘进爆破的孔网参数布置和装药结构进行优化研究。通过优化掏槽方式减少6个炮孔(一阶掏槽孔2个、顶板孔2个和崩落孔顶孔2个),增大炮孔间距,并采用空气间隔器实施轴向不耦合间隔装药,使得炮孔数量减少和总炸药消耗量降低。其次,利用有限元软件LS-DYNA对优化的爆破方案进行模拟计算分析,结果表明：优化后的爆破方案巷道围岩应力峰值降低,减少了超挖,提高了围岩稳定性。最后,通过15组现场巷道掘进爆破工程实践,表明优化爆破参数后,巷道爆破掘进成型质量好,无顶板破碎、掏槽孔穿孔等现象出现,施工效率提高,施工成本降低。通过分析比较认为：适当增大炮孔间距,采用空气间隔装药爆破,相比无空气间隔爆破,能够有效减少爆破震动,保证巷道成型质量。     

巷道爆破掏槽空腔尺寸对爆破效果影响的模拟研究

为了研究巷道爆破掘进过程中掏槽空腔直径对崩落孔爆破效果的影响,运用ANSYS/LS-DYNA对掏槽空腔附近崩落孔的爆破效果进行模拟计算。建立崩落孔孔距A为450 mm、崩落孔抵抗线L和掏槽空腔直径B均为400 mm的初始模型,并以该模型为基础,保持L和A不变,逐步增大B建立额外4个模型。计算并绘制崩落区岩石的塑性应变图,分析得出:随着掏槽空腔直径的增大,岩石塑性应变区域开始增大,爆破效果逐渐改善,当B/L=2时炮孔之间的塑性应变区域连通,掏槽空腔直径对爆破的改善效果达到最优水平;提取掏槽空腔外一系列监测点的拉、压应力值进行分析后得到相同的结论。研究结果可为巷道爆破孔网参数设计提供理论依据和技术参考。     

水下钻孔爆破堵塞长度的数值模拟研究

结合长江太子矶航道炸礁工程,根据国内外水下钻孔爆破参数的经验公式,初步确定了该水下破工程的堵塞长度.运用ANSYS/LS-DYNA软件,通过对不同堵塞长度参数的优化调整,对比分析得出了最佳的堵塞长度为140 cm左右,与经验公式所给范围相同.以该值配合其他经验参数通过在现场试验验证发现,爆破效果较好,取得了预期的效果.     

硬岩巷道中深孔爆破掘进复楔形掏槽试验研究

为提高硬岩巷道爆破掘进速度,在分析其中所存在问题的基础上,根据爆破理论与经验公式计算,结合试验工作面的具体情况,介绍了硬岩巷道条件下合理掏槽方式、炮孔深度以及掏槽孔布置参数的选取;设计并现场试验了二级、加辅助掏槽孔、加装药中心孔三种复楔形掏槽爆破方案;比较分析了各种掏槽方案的爆破效果及有关技术问题.结果表明:采用加装药中心孔的复楔形掏槽方案,对硬岩掏槽爆破效果改善明显.     

立井深孔分段掏槽爆破技术研究

论述立井深孔掏槽爆破理论与技术发展现状,对新型的立井深孔分段掏槽爆破进行了数值模拟及现场应用研究。结果表明,采用这种掏槽爆破方式,可使立井深孔爆破的炮眼利用率达到85％～90％,取得明显的经济效益和社会效益。     

巷道掘进中的爆破参数计算

文中引用巷道掘进中炸药单耗与布孔总数的经验计算公式,结合所在矿区的爆破实践,对经验式进行了简化,为巷道掘进提供了经验。     

煤矿岩石巷道中深孔爆破掏槽技术应用研究

中深孔爆破技术以其显著的优点而被认为是目前煤矿井下岩石巷道掘进首选的爆破技术.为提高单循环进尺和掘进速度,在满足煤矿井下爆破安全要求的前提下,通过对直眼掏槽、斜眼掏槽等各种掏槽方式进行分析研究,提出应尽可能简化掏槽形式.以实例证明,菱形直眼掏槽和加强的楔形斜眼掏槽均能获得较好的掏槽效果.     

散装炸药在矿山巷道爆破掘进的应用效果分析

当前矿山巷道爆破掘进时,炮孔装填炸药多采用人工装填卷状炸药的方式,劳动强度大且作业效率不高,尤其在矿岩条件差和炮孔较深的作业环境,该方式严重影响了巷道掘进的效率,间接制约了矿山的生产能力。为此在非洲某铜矿进行散装炸药的巷道掘进爆破实验,使用井下压缩空气向水平炮孔中装填散状炸药的便携式装药设备,从炮孔布置、炸药种类和装填方式等对现行的巷道掘进工艺进行了改良。考虑巷道周边光面爆破的要求和底板积水的特点,掏槽孔和辅助孔采用散装炸药,周边孔和底孔采用卷装乳化炸药。通过改变风压来调节炮孔内的散装炸药的装药密度,经20余次实验,寻找到了较优的爆破施工方案,使该矿巷道掘进进尺成本每米节约15.4%,炮孔利用率提高到91.31%,平均单循环装药时间缩短了16.7%。同时该工艺在国内的某磷矿巷道掘进中也取得了较大的成功,其中炮孔利用率高达97%,平均单循环装药时间缩短近40%,为实现矿山巷道掘进机械化奠定了坚实的基础。     

合理掏槽方法和爆破参数提高平巷掘进爆破率的实践

针对某铁矿水平巷道掘进爆破效率较低的问题,确定了掏槽方式和爆破参数是其主要影响因素。通过施工现场的试验结果对双楔形、单螺旋、九孔三种掏槽方式加以比较,选取最为合理的掏槽方式和爆破参数。实践表明,采用单螺旋掏槽方式提高了平巷掘进爆破效率,取得了良好的经济效益。     

分层装药爆破间隔填塞长度优化研究

分层装药爆破在工程中应用广泛,其具有良好的爆破减振和提高孔口堵塞段破碎等效果。但是在实践中,合理的中间填塞长度选择一直缺乏依据。通过有限元软件LSDYNA对90 mm孔径6 m深的炮孔分别建立中间填塞段长度为25~105 cm的五个模型,上、下药包装药量固定,耦合装药,以爆破损伤以及单元所受最大拉应力两个指标来分析填塞段长度对分层爆破效果的影响。结果表明:中间填塞长度过短,能量集中作用于中间段,会导致岩石过于粉碎;中间填塞长度的增加,孔口堵塞段岩体破碎效果也随之改善,填塞长度105 cm和25 cm相比,地表处单元所受最大拉应力增加了约1倍,但中间段破碎效果弱化;当中间填塞段长度为85 cm时,中间填塞段岩体和上部岩体均有较好的破碎效果;通过振动分析,中间填塞长度变化对离炮孔较远区域爆破振动的影响较小。基于数值模拟结果的工程试验表明,最佳中间填塞段长度为85~95 cm,较数值模拟结果稍大。     

路基爆破开挖对采空区稳定性影响研究

为研究路基爆破开挖产生的振动将对地下采空区稳定性的影响,通过运用有限元软件MIDAS/GTS建立二维数值模型,分析采空区在爆破荷载作用下的位移、速度和应力变化。在建立模型的过程中,注意选择合适的采空区上覆岩层力学参数、爆破荷载的施加方法以及模型边界。数值模拟结果表明:路基爆破开挖引起围岩应力的重分布,将加剧采空区上覆岩层中裂缝、离层及断裂的形成进程,导致采空区地表发生沉陷变形。因此在采空区上方地表进行路基爆破开挖时,应通过采取控制最大单响药量和最佳的起爆顺序等措施来减小爆破荷载对采空区稳定性的影响。     

大区微差爆破技术在埠宁高速路堑开挖中的应用

以中深孔大区微差爆破技术在安徽省埠宁高速公路路堑开挖中应用为例，讨论了V型拉槽爆破的炮孔布置、中深孔大区微差爆破参数选择、非电起爆网路设计和爆破安全校核等技术问题。爆破试验表明，在宽间距小抵抗线爆破中采用固定排间距、调整孔距的炮孔布置方法对于不规则自然地形条件下的深路堑爆破是科学和有效的，可供类似的路堑爆破设计与施工借鉴。     

上穿输水隧洞公路隧道爆破开挖安全控制研究

针对某小净距近接公路隧道上穿既有输水隧洞的空间位置关系,结合萨道夫斯基公式,对隧道的爆破开挖方案进行优化,并利用Midas GTS数值模拟方法建立计算模型,分析不同开挖区段三种工况下爆破振动对输水隧洞结构安全的影响。研究结果表明:各工况最大振速是由隧道下台阶爆破导致的,为4.33 cm/s,小于根据《爆破安全规程》确定的输水隧洞7 cm/s的最大振速;而最大拉应力及最大压应力分别是0.75 MPa和1.51 MPa,均出现在下台阶爆破施工时,分别小于C25混凝土的设计强度值。通过现场实测得到的最大振速为3.428 cm/s。由此可知,根据设计的爆破开挖方案施工不会影响输水隧洞的安全稳定。     

大石山隧道光面爆破开挖技术

在大石山隧道爆破开挖中,采用了光面爆破、非电毫秒雷管微差爆破、M形掏槽爆破和导爆索间隔装药等爆破技术,使光爆眼残留率达到了100%,确保了隧道断面成形质量.爆破效果表明,所确定的爆破方案及设计参数是有效的.     

临长高速公路路堑开挖中的控制爆破技术

介绍了临长高速公路路堑开挖中通过采用宽孔距爆破、光面爆破、孔间微差与孔内分层微差爆破等控制爆破技术,使边坡平整稳定,块度均匀,改善了爆破质量,确保了施工进度和周围环境安全.     

硐室爆破技术在某公路路堑开挖中的应用

介绍了湖北清江水布垭电站榔水公路Ｋ２２＋２８９地段路堑硐室爆破开挖的设计和施工经验,讨论了爆破震动、边坡稳定和路基破裂的影响范围,对同类工程有一定的借鉴意义。     

下穿隧洞爆破掘进对既有隧洞的振动影响

结合福建晋江隧洞小角度下穿既有上行隧洞的工程施工,采用爆破振动监测和数值模拟方法,研究在建隧洞相对空间变化条件下邻近既有洞的动力响应与振动影响。结果表明:距爆源30 m以内,结构部位和爆心距共同影响振速分布;30 m以外区域,以爆心距影响为主。指出既有隧洞最大振速出现于爆源前方5 m范围内迎爆侧底板高程上,爆源近区的竖直向峰值质点振动速度是控制结构安全的主要监测指标,提出适用于不同监测区域的振速控制值的选取方法。     

东联2号路路堑开挖控制爆破技术

针对东联2号路路堑开挖周边环境复杂的情况,为了严格控制爆破振动与爆破飞石的危害,采用浅孔小台阶爆破与预裂爆破相结合的爆破方案。主爆孔采用不耦合装药并进行逐孔起爆,预裂孔采用导爆索连接,每5个孔之间由25 ms雷管进行小微差接力连接。主爆孔和预裂孔的接力雷管均采用高精度数码雷管进行精确延时,改善了普通导爆管雷管由于延时误差的存在出现跳段而导致爆破振动效应叠加的现象。对炮孔进行了4层胶皮网覆盖,有效地防止了飞石的产生。爆破达到了预期的效果,或可为类似的工程提供借鉴。