金堆城露天矿空气间隔装药减震控制爆破试验研究

为确保金堆城露天矿东川河隧洞的安全,采用空气间隔装药爆破方式来控制爆破震动.采用连续装药爆破和空气间隔装药爆破两种方式进行现场试验,分别选取离隧洞60m、80 m、100 m、120 m、140 m的爆心距下爆破振动速度进行对比分析,得出空气间隔装药爆破试验具有明显的减震效果,减震率分别为22.76％、33.94％、27.59％、29.85％和31.91％.采用块度分析软件对爆破后的破碎效果进行分析比较,结果表明采用空气间隔装药比连续装药爆破产生的岩石块度分布均匀、平均块度和最大块度小、大块率低、破碎度高.     

节理裂隙岩体爆破试验研究

首先利用超声波探测法对节理裂隙岩体进行了声波测试,对不同的节理裂隙岩体进行了质量评估.然后通过对节理裂隙岩体进行爆破漏斗试验,分析了节理裂隙对岩体中爆炸应力波传播、岩石破碎及爆破漏斗形成的影响,得出了一些有益结论,对节理裂隙岩体理论研究和指导工程实践具有一定的参考价值.     

空气间隔装药预裂爆破空气比经验公式分析

鉴于空气间隔装药预裂爆破合理空气比理论公式的复杂性,不便于推广应用,在分析现有预裂爆破线装药密度的经验公式基础上,完善并修正了线装药密度经验公式,并结合面装药密度的概念,得出了空气间隔装药预裂爆破合理空气比的半理论半经验公式,为爆破施工提供参考依据.     

空气间隔装药预裂爆破空气比经验公式分析

鉴于空气间隔装药预裂爆破合理空气比理论公式的复杂性,不便于推广应用,在分析现有预裂爆破线装药密度的经验公式基础上,完善并修正了线装药密度经验公式,并结合面装药密度的概念,得出了空气间隔装药预裂爆破合理空气比的半理论半经验公式,为爆破施工提供参考依据。     

空气间隔装药爆破研究现状与探讨

在现代化矿山开发和工程建设中,如何有效地利用爆炸能量是目前亟待解决的关键技术问题。空气间隔爆破技术的运用使得爆炸能量得到有效的利用,实践证明空气间隔爆破技术可以有效的克服连续装药爆破带来的诸多弊端,并能取得理想的爆破效果。本文系统介绍了国内外空气间隔装药爆破技术的研究与应用情况,分析了亟待解决的关键问题。     

空气间隔装药爆破动态应力场特性研究

采用动力有限元分析软件并结合混凝土损伤模型,对上部空气层间隔装药爆破作用下岩石动态应力场特性进行了分析研究.计算结果表明:受自由面以及炮孔内加、卸载波两方面的影响,临空面单元随着位置的增加,破坏方式由压剪破坏逐渐转变为剪切拉伸破坏.比较反向起爆与正向起爆动态应力场发现,反向起爆时爆轰气体对岩石的静态作用强度高、时间长,有利于克服孔底岩石所受的夹制力而不易产生根底.正向起爆时,大量爆轰气体自上部裂纹及孔口逸散,不利于爆炸能量的有效利用.     

不同位置空气间隔装药爆破减振和破碎效果试验

为探究空气间隔装药爆破技术中最优的空气间隔位置,在金堆城南露天矿爆破施工中,分别选取药包上部、中部、底部3种不同空气间隔位置进行爆破试验。利用TC-4850动态测振仪对爆破振动进行监测,通过Split-Desktop 3.0软件对爆破块度进行统计分析,结果表明:药包中部间隔装药爆破的减振和破碎效果优于上部和底部位置。并采用ANSYS/LS-DYNA对三种不同空气间隔位置的爆破进行数值模拟,模拟结果与现场试验结果相符。     

不同位置空气间隔装药爆破减振和破碎效果试验

为探究空气间隔装药爆破技术中最优的空气间隔位置,在金堆城南露天矿爆破施工中,分别选取药包上部、中部、底部3种不同空气间隔位置进行爆破试验。利用TC-4850动态测振仪对爆破振动进行监测,通过Split-Desktop 3.0软件对爆破块度进行统计分析,结果表明:药包中部间隔装药爆破的减振和破碎效果优于上部和底部位置。并采用ANSYS/LS-DYNA对三种不同空气间隔位置的爆破进行数值模拟,模拟结果与现场试验结果相符。     

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%。     

裂隙岩体中束状孔爆破作用效果试验研究

为了提高残矿回收的爆破效率,采用岩体声波波速数据为研究指标,研究了裂隙岩体中束状孔爆破的作用效果,并与当量等效大孔的作用效果进行比较。通过数据分析发现,单孔爆破粉碎区半径大于束状孔粉碎区半径,但束状孔爆破裂隙区半径较大,裂隙更发育。为避免过粉碎和合理爆破,束状孔爆破在残矿回收中更有优势。同时,对比不同的束孔组间距发现,间距越小,束孔爆破相互作用越强。且存在一个较为合理的束孔组间距范围,使得共同作用的爆破漏斗接近标准漏斗。在此范围内进行爆破设计,可实现提高爆破效率的目的。     

裂隙岩体爆破数值模拟研究

岩体中的裂隙直接影响到爆炸应力波在岩体中的传播,进而影响到爆破效果。针对宏观闭合裂隙岩体的特点,采用LS—DYNA与离散元软件3DEC相结合的方法,分别模拟了含1条裂隙、2条平行裂隙和2条相交裂隙岩体中爆炸应力波的传播特点。结果表明,台阶爆破中应力波的分布并不均匀,应力波主要朝自由面的方向传播;闭合型宏观裂隙阻碍爆炸应力波的传播,岩体中裂隙越多,最小主应力降低的越快,2条裂隙时,炮孔附近的拉应力降低了约30%。     

动态卸荷作用下节理围岩损伤过程研究

为了探明节理岩体中的巷道爆破开挖后的卸载机理,为实际工程提供理论依据,本文基于离散元数值模拟方法,分析了考虑爆破荷载深埋矩形巷道节理围岩的损伤过程。结果表明:高地应力条件下,爆破开挖会在节理围岩中诱发显著的松动效应,导致洞壁附近形成远大于静态塑性区的动态松动损伤区,使得最终屈服区以外的节理面强度和渗透性等力学参数发生劣化;受爆破荷载的影响,岩体的回弹将产生较大的振动速度,达到m/s量级,是洞壁附近节理面损伤的主要来源;节理的组合方式也会对节理松动产生较大的影响,当节理夹角接近60°时,围岩最容易破坏。     

柱状节理岩体爆破开挖松动的数值模拟

采用Voronoi方法生成柱状节理,并在炮孔壁边界施加爆炸荷载,建立离散元数值模型模拟地下洞室光面爆破过程。通过设置不同地应力水平的工况,来研究爆破开挖过程中地应力和爆炸荷载耦合作用下柱状节理玄武岩的松动机理。结果表明:爆破开挖过程中,柱状节理面存在张开和剪切滑移两种破坏模式,并在开挖卸荷时表现出张开后再闭合的特征。准静态卸荷对围岩松动变形的影响范围小于开挖瞬态卸荷,而考虑爆炸荷载与开挖瞬态卸荷耦合作用的开挖方式下围岩松动范围最大。地应力水平越高,开挖瞬态卸荷导致的松动变形范围越大。     

地应力对含裂隙岩体爆破影响分析研究

随着深部开采环境逐渐复杂,为实现安全高效的工程爆破施工,针对深部开采爆破作业所面临的高地应力和穿越破碎带的问题展开分析研究.运用有限元分析软件ANSYS-LS/DYNA中的隐式-显式耦合分析程序对双向等压、双向不等压下含裂隙岩体进行数值模拟,研究高地应力区对含裂隙、弱面等岩体进行爆破开挖这一特殊工况.研究结果表明:深部...     

爆破作用下岩体层间软弱夹层爆腔推移规律研究

通过对含层间软弱夹层的单孔露天台阶模型爆破过程的高速摄像实验,在拍摄速度为每秒20 000和30 000幅条件下观测到爆破作用下爆腔的整个发展过程,得出了爆腔的推移规律:药量、含水率、抵抗线对爆腔发展规律影响不尽相同,药量因素影响最大、抵抗线因素次之、含水率因素影响最小;在爆腔成形之前均经历了约300～500 μs的爆腔半径迅速增加区;相同条件下,同一时刻任何一个影响因素中增加时,爆腔半径也相应地变大,增加幅度约为:1.2～2.2倍.     

双向聚能拉伸爆破新技术在节理岩体中应用

通过对光面爆破技术及其技术原理所面临的问题以及相关的定向断裂控制爆破技术的不足之处分析,引入了双向聚能拉伸爆破技术,并简要分析了该技术的基本原理和优点,同时介绍了在洞室工程中的高岩台应用情况.     

小波包分析在节理岩体动力计算中的应用研究

节理岩体边坡的变形与破坏,一般具有大变形的特征,且节理面对响应大小起控制作用。传统的振动响应对网格、阻尼有诸多要求,并可能导致震动响应的高频部分不合理。考虑到振动信号频谱虽然很丰富,但一般存在一个或几个优势频率段。在这个频率段内,能量相当集中、振幅相对较大,对节理岩体的位移响应起决定作用。结合小波包频带分析,先对振动输入波采用小波包分析,然后根据各频段的重构波形采用时程分析法计算节理岩体的位移响应。研究成果表明:小波包比传统的傅里叶变换更具有优势,小波分频带分析不仅可以看到时域特征,而且可以精细刻化其频域特征,降低模型网格的要求和计算工作量,对于节理动力分析是一个很好的选择。