裂隙岩体毫秒延时与空气间隔装药爆破关键参数优化研究

为提高裂隙岩体爆破效果,以贵州省某道路施工爆破工程为背景,在爆破施工现场进行毫秒延时与空气间隔装药爆破试验。毫秒延时爆破试验结果表明,随着延时加,毫秒延时爆破的平均块度和最大块度呈先下降后上升趋势。其中,60 ms延时爆破产生的平均块度为15.8 cm,最大块度为49.11 cm,获得的爆破效果最好。空气间隔装药爆破试验结果表明,随着空气间隔比例的增大,各组爆破产生的平均块度和最大块度呈现增加趋势,且当间隔比例超过20%后,其大块的增幅较为明显。因此,裂隙岩体毫秒岩石爆破的最优延期时间建议为60 ms,空气间隔装药爆破的最佳空气间隔比例建议为10%～15%。     

裂隙岩体爆破数值模拟研究

岩体的裂隙常常会影响爆破效果。为探明竖直裂隙对岩体爆破效果的影响,采用有限元分析软件ANSYS/LS－DYNA分别模拟了无裂隙岩体、竖直闭合裂隙岩体(裂隙间距为40,60 cm)、张开度为0.5单元竖直充填裂隙岩体(裂隙间距为40,60 cm),对其有效应力等值线图、有效应力时间历程曲线、损伤范围进行分析。结果表明：相比于完整岩体,无论是闭合裂隙还是充填裂隙,在同时刻的有效应力作用范围均有显著的下降;相对于无裂隙岩体充填裂隙爆破损伤范围减小了40 cm,损伤范围降低了20％;闭合裂隙相对于充填裂隙应力减少的慢些,爆破损伤范围相对无裂隙岩体减小了0~40 cm,损伤范围降低了0％~20％。     

空气间隔装药孔壁初始冲击压力分析

为分析空气间隔装药时孔壁的初始冲击压力,引入Starfield迭加法,将柱状药包等效为有限个单元球形药包,考虑压力沿炮孔轴向的衰减及叠加作用,分析得到上部空气间隔装药及中部空气间隔装药条件下的孔壁初始冲击压力计算表达式。利用ANSYS/LS-DYNA软件建立数值模型,对监测点进行应力监测;同时,浇筑混凝土模型,并借助高速多路动态应力测试系统测量炮孔周围爆炸应力场,将2种方式的监测结果与理论分析结果相比较。结果显示:上部空气间隔装药,装药段处压力达到最大,随着与装药段距离的增大,压力明显呈先急剧减小、后趋于稳定的趋势;中部空气间隔装药,压力最小值出现在空气柱约1/2处,整体呈两端大、中间小的下凹型分布特征。在2种装药结构下,空气柱中指定点初始冲击压力的理论值与模拟值相对误差均较小。上述结果充分表明:空气间隔装药孔内压力沿炮孔轴向呈不均匀分布,2种装药结构压力分布特征与理论分析结果基本吻合,验证了理论分析的合理性。     

裂隙岩体巷道围岩稳定性模拟研究

首先分析了某矿山的工程地质条件及构造裂隙分布情况,并对关键区域岩体结构进行研究。采用数值模拟手段研究了裂隙岩体在开挖及回采条件下的应力变化及围岩变形规律,分析得到不同采掘阶段无底柱分段崩落法对裂隙岩体围岩稳定性的影响。     

空气间隔装药的工程应用

介绍了常见空气间隔装药结构,从理论和实践上分析了空气间隔装药爆破技术在不同开挖工程中的应用,并对降低爆破单耗、震动、提高爆破破碎效果和经济效益作了评价。     

空气间隔装药技术及应用

介绍了常见空气间隔装药结构,从理论和实践上分析了空气间隔装爆破技术在不同开挖工程中的应用,并对降低爆破单耗、震动、提高爆破破碎效果和经济效益作了评价.     

空气间隔装药对爆破效果的影响

结合国家“七五“科技攻关项目“凡口铅锌矿阶段深孔台阶崩矿采矿法研究“回采间柱的试验研究，从改善爆破效果、加强爆破作用控制、确保两侧充填体的稳定性着手，分析和研究了作为控制爆破作用技术措施之一的空气间隔装药爆破的作用机理及合理结构参数的确定。模型方式 验及现场应用情况都表明了空气间隔装药爆破能改变应力波的形状、降低应力峰值、延长正压作用时间、增加冲量密度和能量密度，从而有利于改善爆破效果，加强爆破作     

对某磷矿中部空气间隔装药结构最佳间隔比例的研究

针对云南某磷矿在露天爆破生产中部空气间隔装药问题,通过设计填塞长度不变的条件下不同空气间隔比例方案,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对5种不同空气间隔比例进行数值模拟分析,在对试验方案的不同空气比例的装药结构的爆破应力云图以及对爆破提取有效应力曲线进行对比分析,并参照爆破安全规程的标准,获得填塞不变下中部空气间隔装药的最佳的空气间隔装药比例为15%,并将模拟方案进行现场验证,从爆破过后的大块率、降振率和经济效益来验证该方案的正确性;依据萨道夫斯基公式得出该条件下的k,α值,为矿山日后爆破生产提供了理论依据。     

裂隙岩体损伤应变软化本构模型数值模拟研究

结合采矿工程实际,利用开发的本构模型,对芦岭煤矿某轨道大巷进行数值模拟,分析其稳定性。结果表明:将该自定义本构模型用于裂隙岩体巷道围岩稳定性分析,具有较强的可行性,可对工程施工提供合理建议。     

贯通裂隙控制岩体巷道稳定规律的数值模拟

采用ANSYS程序,按照正交设计方法编排了基于潞安矿区巷道围岩裂隙分布状况的多种计算模拟方案,研究了地下岩体中单组和双组贯通裂隙的空间产状、组合特征以及与巷道布置匹配等因素对巷道围岩稳定性的影响规律.研究表明1) 贯通裂隙间距(2～4 m)小于巷宽(4 m)时,巷道围岩稳定性受裂隙控制,反之主要受巷道围岩强度的影响;2) 单组裂隙间距小于3 m,倾角30°～70°巷道围岩收敛量较大,巷道稳定性较差;3) 双组裂隙控制岩体,巷道顶底板稳定性随裂隙倾角(0～70°)增大而提高;裂隙倾角70°时,巷道围岩稳定性相对来说较好;裂隙间距增加使巷道稳定性提高,裂隙间距大于巷宽时,巷道稳定性已趋于恒定,主要受围岩强度的控制;4) 双组裂隙切割围岩体巷道比单组裂隙更易失稳破坏;5) 巷道围岩内最易出现塑性区部位是巷道顶角、巷帮及巷道顶底板中央,双组裂隙围岩的塑性区远超过单组裂隙围岩;6) 裂隙倾角在45°～70°时,塑性屈服的弱面单元数量剧增,巷道围岩体易沿弱面滑动而导致破坏失稳.该项研究成果对受贯通裂隙控制岩体巷道的稳定性评估以及支护设计决策,有理论借鉴意义.     

不同位置空气间隔装药爆破对岩体破碎效果的影响研究

为研究不同位置空气间隔装药爆破对岩体破碎效果的影响,在贵州省某露天矿爆破施工现场,通过改变不同空气间隔装药位置来进行现场爆破试验。采用分析软件对爆破后的块度分布进行统计分析,结果表明,空气层置于炮孔中部时,其爆堆的破碎效果最优,不仅能够保证上部岩体的充分破碎,又能保证下部岩体不留根底,岩体的损伤效果最好。     

空气柱间隔装药结构及其参数分析

在光面爆破技术中，装药结构是一个重要的研究课题。由于目前我国矿用炸药规格较少，光面爆破尚无专用炸药，加之我国光爆工程中广泛使用的硝铵炸药存在着管道效应等问题，因此在光面爆破设计时，必须考虑装药结构的合理性，并找出相应的最佳参数。     

地下大直径深孔空气间隔装药结构探讨

通过理论分析、模拟试验和工业试验，结果表明，空气间隔装药可以降低爆破压力峰值、延长爆破作用时间；而调整空气间隔长度，可以加强对爆破作用控制，改善爆破效果。文章论证了空气间隔长度存在一个最佳范围，并将其在铜录山矿大孔径深孔采矿时的空气间隔长度调整中加以应用。     

空气间隔装药技术在露天煤矿爆破开采中的应用

在概述空气间隔装药爆破机理的基础上,以某露天煤矿为例,通过爆破试验确定出最佳的空气间隔装药爆破参数,并对爆破效果进行综合评价。评价结果表明,装药结构对露天煤矿爆破效果有较大影响,通过采用合理的装药结构,能显著改善爆破效果,并节约爆破成本,保证煤矿生产安全。在综合考虑爆破效果及爆破成本的情况下,将PVC管空气间隔器的长度确定为1.20 m,所对应的爆破后冲距离最短、铲装运输效率较高、炸药单耗量较小。     

裂隙岩体爆生裂纹扩展机理数值模拟研究*

为研究裂隙岩体爆破裂纹扩展机理,采用LS-DYNA软件模拟含竖向单裂隙、水平单裂隙和竖向平行裂隙的岩体爆破过程,并讨论原岩应力对裂隙岩体爆破的影响。结果表明：炮孔连线中心处存在竖向单裂隙时,孔间裂纹均能实现贯穿,裂隙有闭合的趋势,且裂隙的存在有利于提高孔间岩石的破碎程度。炮孔连线处存在竖向平行裂隙时,裂隙尖端萌生的翼裂纹可以贯通,但平行裂隙之间无法实现良好的破岩效果。水平裂隙距炮孔较近时,应力波透射至裂隙面背爆侧后会产生较多拉伸裂纹。水平裂隙距离炮孔较远时,裂隙的阻隔作用较明显。在静水地应力作用下,岩石径向拉伸裂纹和尖端翼裂纹的萌生与扩展均受到抑制作用。在非静水地应力作用下,裂纹扩展在最小主应力方向受到的抑制作用更大,且该抑制作用随最大主应力的增大而增大。     

空气间隔装药对爆破效果的影响

结合国家“七五”科技攻关项目“凡口铅锌矿阶段深孔台阶崩矿采矿法研究”回采间柱的试验研究,从改善爆破效果、加强爆破作用控制、确保两侧充填体的稳定性着手,分析和研究了作为控制爆破作用技术措施之一的空气间隔装药爆破的作用机理及合理结构参数的确定。模型试验及现场应用情况都表明了空气间隔装药爆破能改变应力波的形状、降低应力峰值、延长正压作用时间、增加冲量密度和能量密度,从而有利于改善爆破效果,加强爆破用用控制。