某露天煤矿爆破中不同装药长度爆破效果数值模拟

在既定的孔距、排距、孔径等参数下,利用LS-DYNA模拟了不同装药长度的爆破效果。针对表征岩石破碎效果较为直接的Von Mises应力、Y方向位移、Y方向速度分别进行56 cm和64 cm装药长度的效果对比,从而确定了合理的装药长度。     

露天煤矿高台阶爆破装药结构数值模拟分析

为优化露天煤矿高台阶爆破装药结构,对现有高台阶爆破装药结构进行调查,结合矿区的地质特征、岩体构造、岩石的物理力学特性及装载设备等方面,分析得出不同的方案。根据理论分析结果,采用ANSYS/LS-DYNA软件进行爆破数值模拟。结果表明,高台阶爆破采用空气间隔装药优于连续装药,取得较高的经济效益。     

露天深孔不同位置水间隔装药爆破数值模拟

针对深孔不同位置水间隔装药方式最佳的问题,运用数值模拟软件LS-DYNA,分别模拟了上部水间隔装药、中部水间隔装药、下部水间隔装药,并分析比较了这3种不同位置水间隔装药条件下的压力衰减分析、爆破震动分析及孔壁峰值应力。综合分析得知:在减震效果、降低大块率方面,中部水间隔装药结构是最为理想、合适的装药结构。     

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。     

浅析装药形状对金属材料接触爆破效果的影响

金属材料在军事和民用领域应用广泛,其中不乏需要将其爆破拆除的应用场景,如破除敌军装甲或反恐爆破。由于大部分金属材料具有典型的弹塑性本构特性,以普通钢板为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件对其接触爆破问题进行数值模拟,模拟结果与参考文献中试验结果吻合良好。在此基础上对不同高宽比的棱柱体装药接触爆破进行模拟,得到钢板冲击漏斗和震落漏斗的尺寸及深度与装药高宽比的关系,并得出装药高宽比为2:1时贯穿钢板装药利用率最高的结论。     

中深孔掏槽爆破装药优化的数值模拟研究

采用LS-DYNA商用有限元程序建立了4孔掏槽爆破的有限元模型,模拟分析了不同孔深条件下不同装药系数时的爆破掏槽过程。计算结果表明掏槽孔是影响中深孔爆破效果的重要因素,并为优化掏槽孔设计方案提供了理论依据。     

不同位置减震沟对爆破效果影响数值模拟研究

为了分析距离爆源不同位置的减震沟对爆破效果的影响,文章运用大型非显式动力软件LS-DYNA分别对无减震沟和减震沟距离爆源分别为15 m和25 m减震沟的减震效果进行模拟,通过峰值振速衰减规律对数值模拟结果进行论证,并结合现场试验进行验证,不同位置减震沟对爆破振动均有较好的减震效果,因此,减震沟的位置应根据工况选择合理的距离进行设置。     

集团装药浅层水中爆炸数值模拟技术

探索了基于ANSYS／LS-DYNA进行集团装药浅层水中爆炸数值模拟的建模-求解-后处理过程，通过计算，对压力时程图、冲击波传播过程、水底变形形态进行了探讨，发展了水中爆炸问题研究的一种新手段。     

水耦合装药下爆炸应力波传播规律的数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA软件对爆炸应力波传播规律在炮孔水耦合装药不同耦合系数条件下模拟研究,并对所得到的模拟结果数据进行拟合分析,得到了4种炮孔水耦合装药条件下爆炸应力波峰值随传播距离衰减的指数α,并得到在爆破水耦合装药下最佳的不耦合系数为2.6。     

地应力对岩体爆破影响的数值模拟

将无限大岩体内柱状药包爆破简化为平面应变问题,基于双线性随动硬化屈服理论,采用ANSYS/ LS-DYNA对爆破过程进行模拟,研究垂直炮孔方向的双向地应力场对裂纹扩展规律的影响。模拟结果表明：双向等压下,裂纹区形状为圆形,其面积随地应力增大而非线性减小,但裂纹密度增大,给出了裂纹区面积与压应力之间的定量关系;而双向不等压情况下,裂纹区形状为近似椭圆形,长轴出现在较大压应力作用方向,短轴出现在较小压应力作用方向,在较小压应力不变的情况下,随着较大压应力增大,长轴先增大后减小,短轴减小,裂纹区面积先增加后减小,呈非单调变化。     

弓长岭露天铁矿浅层采空区稳定性数值模拟

由于历史原因,弓长岭露天铁矿周边地方小矿点不规范乱采乱挖,导致在独木采区形成了大量的浅层采空区,迫于生产需求,需要对独木采区小北沟空区进行爆破处理。为了保障牙轮钻设备及人员安全,需要对空区的稳定性进行评价。考虑到弓长岭露天矿采空区地质赋存条件和围岩稳固性等特征,运用FLAC3D数值计算,开展了小北沟空区静力学计算和空区上方承载牙轮钻机的计算分析。研究表明：采空区形成后,在顶板处产生的最大压应力值为2 MPa,在顶板处产生的最大拉应力值为0.25 MPa,产生的压应力和拉应力均不是很大;地表12个监测点显示,地表最大垂直位移值不超过10 mm;在地表危险区域1施加牙轮钻机等效载荷,产生最大的垂直位移约为0.56 mm,在地表危险区域2施加牙轮钻机等效载荷,产生最大的垂直位移约为0.48 mm,牙轮钻机不会对地表沉降产生明显影响。     

不同起爆点聚能装药爆破射流的数值模拟分析

采用有限元程序对聚能爆破形成射流的过程进行二维仿真模拟,在药型罩、炸药等参数相同的条件下,对起爆点的不同对爆破形成射流的形态和射流基本参数的变化进行了对比分析。结果表明,起爆点的不同对射流形成初期的形状、长度均有较明显的影响;采用双起爆点起爆后最终所形成的射流无论是从射流拉伸的长度上,还是射流头部速度都与单点起爆形成的射流基本相同。     

线性聚能装药射流的二维数值模拟

介绍了通用显式动力分析软件包LS-DYNA的显示算法。应用ANSYS/LS-DYNA对线型聚能装药爆破的射流过程进行了二维仿真模拟,对其模拟结果进行了分析讨论;并对两种不同炸药参数的射流过程的模拟结果进行了对比。计算结果与线型聚能射流的物理现象和规律相吻合,说明该计算模型和模拟方法合理、可行,可用于线型聚能切割器的优化设计。     

利用数值模拟技术优化光面爆破炮孔间距

利用西石门铁矿的基本岩体力学特性,通过有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对光面爆破周边眼的耦合装药爆破过程进行模拟,在能对岩石正常崩落的同时尽可能减小对围岩的扰动,得出了较为合理的周边眼的炮孔间距为0.6 m,提高了光面爆破的效率。     

束状孔爆破作用数值模拟研究

束状孔当量球形药包爆破技术是大直径深孔采矿法的一个发展和延伸,与传统的单孔相比,能提高炸药能量利用率,改善爆破效果。本文采用ANSYS LS-DYNA软件模拟束状孔和等效单孔爆破作用过程,证实了束状孔在爆破近区过粉碎程度低,中远区能量较单孔大,整体爆破效果比单孔好。     

冬瓜山铜矿采场大直径束状深孔爆破数值模拟

以冬瓜山铜矿常用的采场大直径束状深孔爆破技术为研究对象,对不同单孔炸药长度的爆破效果进行了系统的数值模拟分析。结果表明：炮孔爆破开始后,冲击波压力值逐渐升高,并且冲击波以柱面波形式向周围传播。炮孔起爆后,在不同的装药量情况下,粉碎区边界上爆炸冲击波的压力荷载都在很短的时间内达到一个极高的值,导致岩体发生强烈的压缩破坏。将模拟结果同完全相同工况下的大直径平行深孔爆破数值模拟结果的对比表明,应用大直径束状深孔爆破时的最大应力有了显著提高,且最大应力发生时刻也较平行深孔提前。因此,在相同装药量前提下,大直径束状炮孔爆破形式的炸药荷载作用效果更好。     

马堡矿15^#煤带压开采数值模拟研究

针对马堡矿地质构造复杂,主要岩溶含水层富水性强,下组煤距下伏奥灰很近,煤层开采面临着奥灰突水严重威胁的情况,运用数值模拟的方法,研究了工作面斜长对底板破坏规律与突水机理的影响,并对15号煤带压开采进行了安全性评价。研究结果表明:工作面斜长分别取160 m与110 m时开采15号煤产生的采动破坏带均会与承压水导升带贯通,隔水层丧失阻隔水性能进而导致底板突水,而工作面斜长为60 m时则不会发生底板突水。因此,可通过采取控制工作面斜长的方法提高带压开采的安全性。