起爆位置不同对聚能水压光面爆破效果的影响

在隧道爆破工程中,爆破方式及技术的改进对爆破效果有着重要的影响,针对聚能水压光面爆破中起爆位置的不同对爆破效果的影响进行研究,官田隧道为背景,通过现场试验、理论分析、并结合现场施工经验对炮孔中不同起爆位置对爆破效果的影响进行研究,主要得出以下结论:(1)起爆点位置对爆炸应力波的传播及作用方式有着重要影响,起爆位置在炮孔底部时,爆破产生的应力波向孔口方向传播,爆轰波在孔底反射回去,因此更利于应力波的有效利用;(2)水压聚能爆破孔底起爆方式,爆生气体不易泄露,可有效作用于水袋,从而达到"水楔""气楔"效果作用于孔底岩石,从而提高爆破效果,增加炮孔的利用率;(3)孔底起爆方式可以让施工速度大幅提高、节约材料,能有效降低施工成本,缩短工期,说明该理论对工程具有指导意义.     

起爆方式对条形药包爆炸应力场的影响分析

爆炸应力场分析是条形药包爆破作用机理研究的一个基本问题。爆轰波沿装药轴线方向的传播是影响条形药包爆炸应力场特征的重要因素。综合采用Starfield 迭加法与动力有限元法,建立条形药包爆炸应力场数值分析模型。该模型利用Starfield 迭加原理实现爆轰波沿装药轴线的传播,并采用动力有限元方法分析条形药包爆炸在介质中激发的应力场。结果表明:起爆点数量与起爆点位置对条形药包爆炸应力场有重要影响;在实际工程中,合理安排起爆点的数量及位置、缩小条形药包完成爆轰的时间有利于改善爆破效果。     

联孔状态下不同装药结构的聚能爆破效果研究

基于张吉怀铁路隧道项目岩山出口,对聚能水压光面爆破技术爆破效果与炮孔堵塞情况、起爆点位置及聚能槽方向关系进行研究,通过现场试验及试验对比分析得出以下结论 :(1)爆破封堵会对爆破效果产生较大影响,可有效提高爆破能量的利用率;(2)孔底起爆方式相对于孔口起爆更有利于聚能爆破中爆破能量的利用,可有效提高炮孔利用率,提高爆破效果;(3)聚能槽朝向对聚能爆破联孔效果会产生显著影响,在实际施工中应保证聚能槽朝向与开挖轮廓面保持一致。     

微差控制爆破原理与应用(下)

<正> 四、装药结构和起爆顺序合理的装药结构和起爆顺序能最大限度地分散同段齐发爆破装药的空间分布;能使各个药包处于最有利条件下爆破,有效地改善爆岩破碎度和控制爆破有害效应。根据现代爆破理论,深孔中的柱状装药在爆轰时产生的岩石应力波是药柱逐段爆轰     

基于LS-DYNA条形药包单点起爆振速峰值分析

目前针对条形药包爆炸效果影响的研究主要集中在爆轰压力方向,对爆破振速峰值的研究较少。基于LS-DYNA分析了条形药包单点起爆时,不同起爆点位置对炸药正上方质点振速峰值的影响。通过模拟分析得出,单点起爆下炸药正上方质点的振速峰值由大至小分别为:中心起爆、正向起爆、反向起爆。其中,中心起爆相对于正向起爆振速峰值提高了21%,相对于反向起爆振速峰值提高了64%。     

基于LS-DYNA的预裂爆破硬夹矸弱化技术研究

基于预裂爆破对含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性的重要作用,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,得出了夹矸层位、厚度对悬臂梁破断的力学作用机理。同时,结合金庄矿含硬夹矸特厚煤层实际条件,采用柱状空腔膨胀理论对爆破产生的破碎区、裂隙区及弹性震动区分别进行了计算分析。在此基础上,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,对柱状炸药与孔壁间是否耦合的装药方式、炮孔与硬夹矸的不同相对位置及四种炮孔布置与起爆方式条件下的爆炸应力波传播规律和爆破能量的衰减特性等进行了数值模拟研究,得到顶煤深孔预裂爆破硬夹矸弱化技术的最优爆破方案。结果表明:该矿夹矸平均悬臂距l为6.5 m,硬夹矸内单孔有效破坏直径为6.2 m,不耦合装药、炮孔布置于夹矸层内、按排布孔延时起爆是深孔预裂爆破硬夹矸弱化技术的最优方案。     

影响光面爆破效果因素的分析

影响光面爆破效果因素的分析熊成华江油水泥厂１光面裂隙形成的力学条件根据爆破原理，在普通爆破中炮眼围岩在炸药爆炸时受冲击波和爆轰波的作用都会生产一定宽度的压缩破坏圈和放射状径向裂隙，使岩石破坏。在光面爆破中，不但要破坏岩石，而且要获得光滑的岩石表面，这...     

深埋隧洞岩体开挖瞬态卸荷机制及等效数值模拟

 岩体爆破开挖过程中,开挖荷载瞬态卸荷伴随着爆破破岩的裂纹扩展、爆生气体逸出以及新自由面形成等过程而发生。针对深埋隧洞全断面钻爆开挖,确定分段微差爆破对应的分步开挖荷载,分析爆炸荷载耦合作用下的开挖荷载瞬态卸荷方式与持续时间,实现开挖荷载瞬态卸荷的荷载边界条件的数学描述。考虑到炮孔近区岩体因爆破破碎引起的介质连续性的改变及其所经历的复杂应力状态,根据炮孔周围岩体爆破破坏的空间分布特征,基于等效弹性作用边界的概念,提出群孔起爆条件下爆炸荷载与开挖荷载瞬态卸荷耦合作用的等效数值模拟方法。现场实测振动数据验证了计算结果的正确性。     

岩巷二阶二段掏槽破岩机制与试验研究

为研究二阶二段掏槽技术破岩机制和技术优势,应用数值模拟对比研究二阶二段掏槽和普通楔形掏槽的应力波传播、有效应力峰值和岩石破坏形式,开展实验室试验和现场试验分析2种掏槽技术的优劣。研究结果表明:2种掏槽技术均具有2次应力峰值,但掏槽区炸药能量释放顺序不同,导致掏槽破岩机制存在明显差异。普通楔形掏槽一次应力峰值是掏槽孔爆破产生的,以"压缩"破岩为主,二次应力峰值由中心孔爆破形成,以"压缩"破坏槽腔底部岩石为主,并"抛掷"破碎的岩石;二阶二段掏槽一次应力峰值由中心孔爆破产生,以"压缩"破岩为主,形成预裂区,二次应力峰值由掏槽孔爆破产生,以"压缩"破岩为主,辅以新自由面的"拉伸"破岩,形成压(碎)裂区和拉伸破坏区,与预裂区构成"三区"耦合破坏。模型试验和数值模拟均表明,普通楔形掏槽槽腔形状近似"喇叭口"状,破裂面与炮孔走向成30°,而二阶二段掏槽近似"棱台"状,破裂面与炮孔走向成0°;模型试验和工程实践表明,二阶二段掏槽技术在爆破进尺、炮孔利用率、大块率等指标方面明显优于普通楔形掏槽技术,具有良好的适用性。     

中深孔双螺旋掏槽爆破的破碎机理与设计应用

分析研究了中深孔双螺旋掏槽形式在爆炸冲击波或应力波的作用下，掏槽炮孔爆源附近岩体破碎、破裂的过程及空孔在掏槽爆破中的作用效果。在此基础上提出了中深孔掏槽爆破设计的理论依据，具体给出双螺旋掏槽爆破的设计参数。这种掏槽在三峡工程茅坪溪泄水洞大断面开挖掘进中得到应用     

基础工程中“预裂爆破”应用简介

预裂爆破是一种控制爆破法,这种爆破法是沿预裂面(即设计轮廓线)钻一排较为密集的炮孔,在这些炮孔或部分炮孔内进行少量装药,并均匀分配药量,在主爆破未爆前先行起爆,便沿预裂面产生一条相当于炮孔深度的裂缝,而后再进行中心部分的主爆破。预裂爆破的原理是:当两个炮孔同时起爆时,应力波在炮孔之间相互作用,使炮孔间的岩石承受拉应力而造成破裂,于是在炮孔间形成断裂区。如果炮孔间距和装药量合     

聚能水压光面爆破在层状岩层下的应用与研究

以张吉怀铁路官田隧道为例,通过理论分析、现场调查等方法,对聚能水压光面爆破技术进行研究,得到以下结论:(1)得出了层状岩层结构对爆炸应力波的影响以及应力波在层状围岩爆破中的传播规律;(2)研究了层状岩层结构对爆轰气体的影响;(3)提出了层状围岩隧道超欠挖控制技术,研究了层状围岩隧道破坏机理与破坏模式,完善了层状岩层下的聚能水压光面爆破技术。     

水不耦合装药爆破模型推导及爆破效果分析

基于热力学爆轰理论和断裂力学理论,针对现有隧道爆破施工中水和空气不耦合装药介质优选的难题,提出固液气三相爆破计算模型。分析了爆轰炮孔内压随时间的变化、围岩应力场随时间和空间的变化情况以及裂纹尖端应力强度因子,最后又对某工程算例进行了分析。结果表明,相同装药结构下耦合装药形成的粉碎区半径最大,水不耦合装药形成的粉碎区半径大于或等于空气不耦合装药形成的粉碎区;对于不同的轴向不耦合装药系数,空气和水都存在裂隙区半径均大于耦合装药的情况;水不耦合装药爆破,延长了炮孔内压的作用时间;当轴向不耦合系数在1.6~3时,水介质比空气介质的爆破增效的作用更强。本文所得结论,对指导优化爆破现场施工具有重要意义。     

楔形掏槽爆破效果分析及其在硬岩巷道中的应用

为加快岩巷钻爆法快速掘进技术研究,利用LS-DYNA模拟软件对直眼掏槽和楔形掏槽爆破应力波传播及岩体损伤破坏进行对比分析,并在霍州煤电三交河煤矿下组煤胶轮车辅助运输巷进行现场应用。结果表明：楔形掏槽爆破因其槽底间距较近,可以使爆破能量更多消耗在两炮孔之间,而直眼掏槽爆破能量在两帮过度消耗;与直眼掏槽相比,楔形掏槽能够造成两炮孔之间的岩体大范围损伤破坏,有利于岩块破碎抛出;现场应用表明：采用楔形爆破后,炮孔利用率高、大块率低、循环进尺达到2.5 m以上,显著提高成巷速度。因此建议在硬岩巷道爆破掘进时优先考虑楔形掏槽方式。     

复合装药结构及其在城市隧道爆破中的应用

城市隧道周围居民区及构建筑物对爆破震动敏感,爆破减震成为关注的问题。在分析爆破爆轰波传播规律基础上,设计了复合装药结构以减少爆破震动。该复合装药结构由大小药柱组成,可使爆轰波径向传播,减少了保留岩体冲击波能量,从而达到减震效果。通过工程应用表明该装药结构爆破减震效果良好,同时具有较高的岩体破碎效率。     

爆炸波信号识别及其动力学过程的实验研究

通过测试到的不耦合装药加载条件下混凝土中产生的径向爆炸波信号分析,识别和分离了信号中的爆炸冲击波、应力波及爆生气体膨胀作用,并就各自作用时间、大小、衰减规律及爆后损伤开展了定量研究。结果表明:在同一测点处同时受到爆炸冲击波、应力波及爆生气体的共同作用,作用时间分别为3.5,3.3和16.6μs;爆炸冲击波表现为压应力,峰值在1000 MPa以上;应力波表现为拉压作用,爆生气体膨胀表现为持续的拉应力或压应力的准静态作用。爆炸冲击波应力峰值随距离呈非线性快速衰减,应力波和爆生气体作用正负应力峰值随距离衰减缓慢,混凝土中爆炸波作用分区与凝聚炸药爆轰结构的压力分布有关。爆后混凝土的损伤实验表明:爆炸除形成了通自由面的7条裂纹外,在炮孔周围形成了半径为12.5 cm的损伤区,且损伤阈值Dcri=0.2,与理论计算一致。     

精确微差控制爆破在土石方工程中的应用

<正> 精确微差控制爆破是应用炸药爆炸释放能景和周围介质破碎所需能量相等原理、药包微量化原理和缓冲原理,合理分布药包的空间位置,利用毫秒雷管和导爆管,把一次大药量起爆的药包以精确毫秒间隔时间分割为数段至数十段的药包,使各个药包按严格的延期起爆顺序,在最有利的空间和时间起爆,从而有效地控制爆破的破碎程度、破坏范围、坍塌方向以及地震波、空气冲击波、噪音、飞石等危害效应。本文仅介绍精确微差控制爆破应用于基岩开挖的方法和效果。     

石英云母片岩动力学特性实验及爆破裂纹扩展研究

石英云母片岩动力学特性复杂,爆破参数难以准确获取,施工中常出现爆破进尺短、超挖、欠挖等现象,导致施工质量差、效率低。室内分离式霍布金森压杆实验表明,石英云母片岩在线弹性阶段弹性模量随应变率增长变化不大,在非线性阶段则表现出类似金属材料的屈服特征,塑性特征明显,动载强度与应变率之间呈乘幂关系,随应变率的增加而增加。在冲击荷载作用下,石英云母片岩沿层理方向破碎成片状结构,呈压剪破坏模式,破碎程度与应变率存在一定相关性。石英云母片岩破碎能与入射能呈线性关系,破碎能耗密度随应变率增加而增加,呈幂函数关系。通过模拟孔径42 mm、药径32 mm的单孔爆破过程,得到爆腔与裂隙形成时间约0.904 8 ms,爆腔半径为13.8 cm,是炮孔半径的4.45倍,最长裂隙半径为71.3 cm,是炮孔半径的23倍;根据破岩裂隙规模将破裂区划分为3个区域:破裂严重区、破裂中等区、破裂轻微区。爆炸压力由爆心向外呈指数形式快速衰减,在距爆心40 cm处衰减趋于平缓,压力值相对较低,塑性区最大范围为49.3 cm。给出了实际石英云母片岩地下洞室开挖的掏槽孔爆破参数建议值,可为类似软岩爆破施工提供参考。     

同轴旋转双射流冲蚀岩石机制与实验研究

 同轴旋转双射流是一种新型高效射流,它综合旋转射流破岩面积大和直射流破岩深度大的优点,并在较高围压下能够利用空蚀提高破岩能力。运用实验的方法研究常压淹没和围压条件下喷距、射流压力以及围压对射流破岩能力的影响。实验结果表明,双射流在冲击破岩时存在最优喷距范围,该次实验条件下最优喷距约为喷嘴当量直径的13倍;增大射流压力可大幅提高双射流的破岩体积。压力超过15 MPa时,破岩体积大幅增长。双射流的破岩体积和破岩孔深均随围压的增大而急剧减小,破岩孔径随围压的增大而减小的幅度相对较小。双射流冲蚀破碎岩石机制包括空蚀破坏、直射流冲击破坏、剪切破坏以及压力波动破坏。     

爆炸冲击波伤害破坏作用定量分析

针对爆炸事故后果定量分析中存在的模糊认识,对冲击波超压估算方法和爆炸能量计算模型进行了系统论述.冲击波的破坏伤害作用主要取决于峰值超压的大小,立方根比例定律是定量估算冲击波超压最常用的方法.物理性爆炸产生的能量大小与容器内介质的状态和容器的容积有关,化学性爆炸能量的大小主要取决于参与爆炸性燃烧反应的可燃物质的量和燃烧热.蒸气云爆炸能量的估算方法主要有TNT法和TNO法两种,蒸气云爆炸及爆轰的破坏伤害作用既可使用立方根比例定律进行分析,也可以直接使用相关经验模型.