微风化花岗岩多向聚能爆破破岩试验研究

为解决常规装药爆破能量利用率低的问题,设计了一种可以改变能量分配的新型多向聚能管药柱。以某高速公路岩质边坡为对象,通过3组现场爆破试验,获得了多向聚能爆破和常规爆破下微风化花岗岩的裂纹分布、残孔特征以及炸药单耗等参数,对比分析了两种爆破工艺的爆破效果及破岩规律。结果表明:新型多向聚能爆破药柱能在指定方向上产生定向裂纹,增大岩石致裂范围,提高炸药能量在岩石破裂上的分配比例。相比常规爆破,多向聚能爆破炮孔利用率提高了18%,炸药单耗降低了32.5%,岩渣平均块度增大了28%,粉碎区的范围缩小了25.1%,宏观致裂范围扩大了33.3%,证明了多向聚能爆破在破岩效率上要优于常规爆破。     

微风化花岗岩多向聚能爆破破岩试验研究

为解决常规装药爆破能量利用率低的问题,设计了一种可以改变能量分配的新型多向聚能管药柱。以某高速公路岩质边坡为对象,通过3组现场爆破试验,获得了多向聚能爆破和常规爆破下微风化花岗岩的裂纹分布、残孔特征以及炸药单耗等参数,对比分析了两种爆破工艺的爆破效果及破岩规律。结果表明:新型多向聚能爆破药柱能在指定方向上产生定向裂纹,增大岩石致裂范围,提高炸药能量在岩石破裂上的分配比例。相比常规爆破,多向聚能爆破炮孔利用率提高了18%,炸药单耗降低了32.5%,岩渣平均块度增大了28%,粉碎区的范围缩小了25.1%,宏观致裂范围扩大了33.3%,证明了多向聚能爆破在破岩效率上要优于常规爆破。     

相邻炮孔间隔柱位置对爆破效果的影响

炮孔内柱状不耦合装药结构可以显著降低炸药单耗和矿岩大块率,这种爆破装药结构在工程爆破中广泛使用。为了在此装药结构基础上继续降低矿岩大块率,采用AUTODYN有限元软件,研究了相邻炮孔间隔柱对称与交错布置的不同组合方式对爆破效果的影响。模拟研究表明,相邻炮孔间隔柱交错布置时岩体内应力峰值相对小且分布更均匀,被爆岩体的初始压力峰值相对小,避免了岩体的过度粉碎,同时其峰值衰减更慢,延长了被爆岩体所受应力的有效作用时间,提高了炸药能量利用率。通过对采场试爆数据分析,表明相邻炮孔内间隔柱采用交错布置后,大块率减小,块度更加集中,直径为0~15cm的矿岩块度比例提高了约4%,平均块度大小较间隔柱对称布置方式降低了约15%。     

基于正交试验法的爆破块度分布影响因素敏感性分析

爆破块度分布影响因素众多,研究各影响因素的主次关系对爆破参数优化意义重大。基于正交试验原理,在白鹤滩旱谷地料场进行了4次爆破试验,以平均块度、级配料不均匀系数和大块率为试验指标,研究了炸药单耗、孔距和堵塞长度对爆破块度分布影响的敏感性。结果表明:不同试验指标的影响因素主次顺序不同;平均块度影响因素由主到次分别为炸药单耗、孔距和堵塞长度,级配料不均匀系数的影响因素由主到次分别为堵塞长度、炸药单耗和孔距,大块率则分别为炸药单耗、堵塞长度和孔距;旱谷地料场人工骨料开采时,炸药单耗0.35 kg/m~3,孔距6.0 m,堵塞长度4.5 m为最优爆破参数组合;正交试验可以次数最少的均衡试验得到爆破参数的最优组合,但需结合生产实践对爆破参数进行优化。     

CO2气爆水击波与地震波效应试验研究

在航道疏浚工程中对高于设计水底标高的水下礁石，多采用水下钻爆清礁工艺。而水下岩层通过钻爆清挖后仍有部分岩石未能完全清除并残留不规则，不稳定的水下浅点。实际施工中经常采用乳化炸药水下钻孔爆破或裸露爆破法清除这类孤石，裸爆相对于钻孔爆破，炸药与岩面的接触面小，炸药使用量大，会出现能量利用率低、炸药单耗高、噪音和水击波大，影响生态环境等问题。为了分析浅点爆破影响因素，进行现场监测研究，对比水下薄层岩石裸露爆破法和钻孔爆破法，在相同作用效果下，CO₂裸爆、钻孔CO₂气爆和钻孔乳化炸药爆破水击波和地震波数据。以防城港18#～22#泊位码头基槽、停泊地开挖、炸礁及清礁工程为例，根据岩层性质、岩层形态、被炸岩石顶部的水深和浅点厚度等制定药包排列和用药量方案。通过对比分析得出相同气瓶条件，CO₂裸爆水击波超压值是钻孔CO₂气爆的1.87～41.9倍。应用水下钻孔乳化炸药爆破是CO₂气爆水击波的7.9～18.7倍，产生的振动数值是后者的3～10倍。本文以解决实际工程问题为基本出发点，在研究水下爆...     

液态CO2相变致裂破岩与炸药破岩综合对比分析

为了降低传统炸药爆破带来的危害,介绍了基于液态二氧化碳相变致裂爆破技术。在液态二氧化碳致裂现场试验和振动监测的基础上,对二氧化碳相变致裂与炸药爆破的破岩机理和引起的爆破振动进行了分析。此外,通过计算比较了两种破岩方式破碎单位体积岩石的气体生成量、气体成分及其对环境的影响。结果表明:液态二氧化碳相变致裂技术能有效提高能量的利用率,且能有效降低爆破震动。破碎单位体积岩石,液态二氧化碳相变致裂技术和传统岩石乳化炸药爆破生成的爆炸气体量分别为0.21 kg和0.202~0.217 kg。液态二氧化碳相变属于物理变化,爆破产物只含无毒的二氧化碳气体,传统岩石乳化炸药爆破属于化学变化,爆炸过程中生成大量CO、NO、NO2、NxOy和硫氧化合物等有毒有害气体。液态二氧化碳相变致裂破岩在环保和减灾方面具有明显的优越性,这为液态二氧化碳相变致裂技术在工程爆破中的推广提供了依据。     

地下开采炸药单耗对机械破碎能的影响

结合矿山地下开采深孔爆破和矿石加工的实际情况,以炸药单耗和颚式破碎机耗电量为能耗指标,研究铁矿矿山地下深孔爆破炸药单耗的变化规律,分析炸药单耗对磁铁矿原矿机械破碎能耗的影响。研究表明,随着大块率和平均块度的增大,炸药单耗呈对数函数减小的变化规律,磁铁矿地下深孔爆破炸药单耗的合理区间为[0.624,1.032];炸药单耗增大会降低机械破碎能耗,二者近似呈二次多项式的变化关系;增加炸药单耗会改善磁铁矿可破性,达到降低机械破碎能的目的。     

地下开采炸药单耗对机械破碎能的影响

结合矿山地下开采深孔爆破和矿石加工的实际情况,以炸药单耗和颚式破碎机耗电量为能耗指标,研究铁矿矿山地下深孔爆破炸药单耗的变化规律,分析炸药单耗对磁铁矿原矿机械破碎能耗的影响。研究表明,随着大块率和平均块度的增大,炸药单耗呈对数函数减小的变化规律,磁铁矿地下深孔爆破炸药单耗的合理区间为[0.624,1.032];炸药单耗增大会降低机械破碎能耗,二者近似呈二次多项式的变化关系;增加炸药单耗会改善磁铁矿可破性,达到降低机械破碎能的目的。     

文摘

由废单基发射药制造粉状炸药；煤矿用粉状乳化炸药的制造。     

爆破块度效应对炸药单耗的影响

通过对岩石爆破破碎过程的分析，推出炸药单耗与各种爆破块度之间的定量关系，式，并由此得出平均块度增大一倍，炸药单耗减少一倍的结论。应用块度效应原理揭示了小抵抗线下炸药单耗随着抵抗线的减少而增大的实质。     

孔底惰性介质间隔装药爆破实验

为减少岩石大块率和粉碎率,增强爆破效果,采用LS-DYNA数值模拟的方法对连云港核电扩建山体爆破工程爆破碎石的力学过程和能量利用率进行了理论分析,并通过对各模型进入岩石总能量峰值的对比,分析了孔底惰性介质间隔装药对能量利用率的影响趋势,然后依托工程开展全尺寸实验。实验结果表明:孔底适量惰性介质间隔装药可以改善应力波的传播条件,使爆炸能量更均匀、充分地传入岩石中,使岩块的破碎效果得到有效改善;实验工况下,孔底间隔80、100cm空气柱,炸药单耗分别下降11.5%、13.5%;孔底间隔80、100cm水柱,炸药单耗分别下降17.3%、19.2%。     

孔底惰性介质间隔装药爆破实验

为减少岩石大块率和粉碎率,增强爆破效果,采用LS-DYNA数值模拟的方法对连云港核电扩建山体爆破工程爆破碎石的力学过程和能量利用率进行了理论分析,并通过对各模型进入岩石总能量峰值的对比,分析了孔底惰性介质间隔装药对能量利用率的影响趋势,然后依托工程开展全尺寸实验。实验结果表明:孔底适量惰性介质间隔装药可以改善应力波的传播条件,使爆炸能量更均匀、充分地传入岩石中,使岩块的破碎效果得到有效改善;实验工况下,孔底间隔80、100cm空气柱,炸药单耗分别下降11.5%、13.5%;孔底间隔80、100cm水柱,炸药单耗分别下降17.3%、19.2%。     

基于深度神经网络的露天矿岩石爆破效果预测

装载和运输成本占到露天矿运营总成本的50%以上,而爆破后岩石破碎程度直接影响到露天矿装载和运输成本。为了得到爆破参数和岩石破碎度之间的关系,收集了平朔东露天矿爆破参数和岩石破碎度数据,使用图像识别技术大规模收集分析爆破后岩块粒径分布,基于深度神经网络研究分析爆破参数和岩石破碎度之间的关系,建立了适用于东露天矿的爆破参数和破碎度的预测模型,并对爆破参数做敏感性分析,确立了炸药单耗和孔距是主要影响因素,并分别建立了炸药单耗和孔距与岩石破碎度之间的变化关系。研究结果可以指导矿山确定合理的穿孔和爆破参数以得到最佳的岩石破碎度,从而减少露天矿运营总成本。     

基于深度神经网络的露天矿岩石爆破效果预测

装载和运输成本占到露天矿运营总成本的50%以上,而爆破后岩石破碎程度直接影响到露天矿装载和运输成本。为了得到爆破参数和岩石破碎度之间的关系,收集了平朔东露天矿爆破参数和岩石破碎度数据,使用图像识别技术大规模收集分析爆破后岩块粒径分布,基于深度神经网络研究分析爆破参数和岩石破碎度之间的关系,建立了适用于东露天矿的爆破参数和破碎度的预测模型,并对爆破参数做敏感性分析,确立了炸药单耗和孔距是主要影响因素,并分别建立了炸药单耗和孔距与岩石破碎度之间的变化关系。研究结果可以指导矿山确定合理的穿孔和爆破参数以得到最佳的岩石破碎度,从而减少露天矿运营总成本。     

关于提高爆炸能量利用率的探讨

讨论炸药爆炸时能量分布规律，研究合理的爆破能破坏岩石的最大作用范围。根据不同的矿岩性质，起爆方式，装药结构，爆破参数，炸药性能与矿岩性质相匹配等，对炸药能量利用率的影响探讨了如何减少爆破减少爆破无用功的产生并提高爆炸能量作用率。     

混装乳化炸药配方对炸药-岩石匹配效果影响研究

为解决某露天煤矿混装乳化炸药配方单一,炸药性能不能根据不同地质条件及时调整,使炸药性能与岩石匹配效果不佳,导致炸药能量利用率不高、岩石爆破块度较大等问题.通过理论计算分析混装乳化炸药配方中不同组分含量对炸药的爆热、爆速、爆容的影响,结合炸药的密度、爆速计算出炸药波阻抗,结合现场试验,采用Split-Desktop4.0软件对岩石爆破岩石块度进行分析,从而研究影响混装乳化炸药配方对炸药-岩石匹配效果的主要因素,为混装乳化炸药配方的优化提供依据.结果表明:硝酸铵含量从75.0％增加至79.5％,爆热值从2708 kJ/kg增加到3082 kJ/kg;爆速值从4648 m/s增加到4997 m/s;炸药波阻抗由53.5 MN/m3.m/s增加到62.5 MN/m3.m/s;爆容值845 L/kg下降到821 L/kg.说明爆热、爆速、炸药波阻抗随着硝酸铵含量的提高而增大,爆容随着硝酸铵含量增加而减少.为改善炸药与岩石匹配效果,降低大块率,根据1228平盘、1180平盘不同的岩石性质,设计了两组混装乳化炸药配方进行试验,一组通过增加10％的硝酸铵含量提高炸药波阻抗,另一组降低20％的硝酸铵含量,提高炸药的爆生气体容积.经对爆破岩石块度分析,配方调整后大块率降低了6.5％ ～6.8％.     

高砾石土心墙堆石坝过渡料爆破直采技术探讨

通过长河坝水电站石料场的多次现场爆破试验,结合KUZ-RAM块度预报模型,对试验成果与设计要求的级配曲线进行对比分析。对于料源为裂隙发育的花岗岩、石英闪长岩等硬岩,选择可爆性较好区域、采用降低孔网面积、加大爆破单耗、选用2号岩石乳化炸药和高精度导爆管雷管、利用微差挤压爆破等技术,可以获取合格过渡料以达爆破直采之目的。爆破平均块度可通过缩小钻孔直径、控制台阶高度、降低单孔装药量、采用合理装药结构及起爆网路来控制。     

二氧化碳液-气相变膨胀破岩技术及应用

通过阐述CO2液-气相变膨胀破岩技术的历史沿革、技术原理和破岩装置,结合露天台阶破岩、块体破岩、孤石破岩、隧道掘进工程应用案例,说明了CO2液-气相变膨胀破岩技术是一种污染小、危害小的新型破岩方法,可以解决特殊环境下不能使用炸药爆破破岩的难题。作为一种新型破岩方法,其相变机理、孔内应力场变化规律、与炸药破岩效果对比、破岩装置结构及材料优化等还需要深入研究,在全国范围内形成规范管理的模式还有待进一步推进。     

炸药单耗对赤铁矿爆破块度的影响规律数值模拟研究

通过在连续-非连续单元方法(CDEM)中引入朗道点火爆炸模型及岩体塑性-损伤-断裂模型,实现了赤铁矿爆破破碎过程的模拟。提出了5个评价爆破后块度分布特征的指标,分别为平均破碎尺寸(d50)、极限破碎尺寸(d90)、块体不均匀系数(d90/d50)、系统破裂度(Fr)及大块率(Br)。基于CDEM方法及上述5个评价指标,分析了改变炮孔直径、改变间排距等两种改变炸药单耗的方式对赤铁矿爆破块度的影响规律。数值计算结果表明:随着炸药单耗的增大,赤铁矿的破碎尺寸逐渐减小;相同炸药单耗情况下,改变炮孔直径的破碎效果略优于改变间排距的破碎效果。在双对数坐标下,随着炸药单耗的增大,平均破碎尺寸(d50)及极限破碎尺寸(d90)均线性减小;采用衰减型幂函数进行了拟合,给出了平均破碎尺寸(d50)及极限破碎尺寸(d90)与炸药单耗间的函数关系。随着炸药单耗的增加,块体不均匀系数(d90/d50)及系统破裂度(Fr)均逐渐增大,而大块率(Br)则迅速减小。当炸药单耗大于0.25 kg/t时,大块率(Br)已经小于0.5%;当炸药单耗超过0.6 kg/t时,大块率(Br)为0.0%。     

软岩隧洞中乳化炸药拒爆的解决办法

为解决在软岩隧洞掘进爆破中乳化炸药发生拒爆的问题,通过分析乳化炸药破乳的原因,发现乳化炸药在爆炸环境中结构成分容易发生变化。研究结果表明,在分段延时爆破作业中,先引爆的炮孔产生的冲击波会对其作用范围内后引爆炮孔中的炸药产生挤压作用,被挤压的部分微小敏化气泡消失,导致乳化炸药破乳失效。盐边县偏路水库泄洪排沙隧洞爆破工程的实验,验证了在不改变爆破器材的情况下,可以通过改变装药结构,调整布孔参数以及起爆顺序成功克服乳化炸药在软岩隧洞掘进爆破中发生的拒爆问题,并取得了良好的爆破效果,可为类似爆破工程提供参考。