束状孔与等效单孔爆破效果数值模拟对比研究

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,与传统的单孔爆破技术相比,能提高炸药能量利用率,改善爆破效果。采用ANSYS LS-DYNA软件模拟束状孔和等效单孔爆破作用过程,结果表明,与等效单孔爆破效果相比,束状孔爆破在爆破近区过粉碎程度低,中远区能量较大,整体爆破效果好。     

束状孔爆破增强破岩作用机理研究

束状孔爆破是由数个密集平行炮孔同时起爆的一种爆破形式。通过数学模型构建及理论分析的方法,揭示束状孔爆破的增强破岩作用机理。研究了束状孔爆破粉碎圈范围对爆破效果的影响;根据束状孔爆破应力波作用时间、应力波叠加特点,与束状孔当量大孔(ELH)比较,分析束状孔爆破的诱导增强破岩作用、外部增强破岩作用及爆腔的形态转化等规律。束状孔爆破效应(BBE)是在适当束状孔炮孔间距条件下,束状孔爆破产生增强破岩作用的现象。束状孔爆破的增强破岩作用机理包括：产生炮孔的破碎联通、扩大爆腔、应力波叠加、增强诱导裂隙扩展、增强临空面剥离、增强对爆生气体的约束等作用。     

束状孔爆破振动衰减特性研究

束状孔爆破是一种广泛应用于单自由面掏槽爆破、天井掘进等工程的高效破岩爆破技术。考虑所用普通雷管存在的随机延期误差,同段起爆的束状孔爆破实际是短延时爆破。运用LS-DYNA数值模拟软件,采用SPH-FEM方法模拟单自由面下单孔和束状孔爆破振动波形,研究单自由面下单孔和束状孔爆破振动的衰减特性。结果表明,随着装药长度的增加,单孔爆破振动加速度和爆破振动平均频率的衰减系数均逐渐变小,在装药长度达到一定值之后趋于一个稳定值,药量增加对爆破振动平均频率衰减系数的影响远没有对振动加速度的影响大;雷管延期误差引起的短延时可以降低束状孔爆破的振动加速度,但对于爆破振动平均频率的影响不大,短延时并不能提高频率来避免共振的发生。     

煤矿岩巷束状孔掏槽爆破掘进试验研究

国内煤矿井下岩巷掘进以传统钻爆法施工为主,其效率低,难以适应煤矿强化开采的需要,研究提高钻爆法的掘进效率对于煤矿生产具有重要意义。影响掘进效率的关键因素是炮眼深度和掏槽爆破效果,本文从增加炮眼深度和改善掏槽效果的角度出发,设计采用束状中深孔掏槽方式,在发挥中深孔掏槽优势的同时,利用束状孔最优埋深条件下的当量球形漏斗,实现炮孔的充分利用,改善掏槽效果,从而提高掘进循环进尺和效率。试验表明,与传统浅孔楔形掏槽相比,束状中深孔掏槽爆破掘进每炮循环进尺提高了45%,效果显著。     

应用土岩爆破相似律计算束状孔爆破参数的方法

平行密集束状孔爆破是强制崩落采矿方法的一个突破性工艺 ,应用土岩爆破相似律来计算和确定束状孔的爆破参数是该工艺的关键之一。文章结合胡家峪矿业有限公司桐木沟坑口 2 0 3采场的爆破试验 ,对束状孔爆破参数计算方法进行详细论述 ,并对试验数据进行了分析论证     

束状孔双分层孔内延期爆破试验研究

束状孔当量球形药包爆破技术是以大直径深孔采矿爆破法为基础发展的一种新型爆破技术,以束状分散装药代替集中装药,装药量一致,爆破效果优于集中装药。但每次爆破会使孔底破碎、堵塞,繁重的清孔工作制约着爆破效率。将一次爆破分层由一个增至两个甚至多个,将使爆破效率成倍增加。将束状孔爆破与孔内延期爆破相结合,进行了双分层爆破试验。结果表明,两段装药延期50ms或75ms起爆时,双分层一次爆破成为可能,提高了束状孔爆破效率2倍。     

大红山铜矿束状孔采矿及爆破振动监测技术

研究大红山铜矿束状孔当量球形药包爆破采矿技术,通过经验公式预测爆破块度与束状孔及炸药单耗的关系,设计束状孔爆破布孔及装药结构,爆破大块率较低,矿石块度均匀,出矿进路无破坏。采用DSVM-4C型爆破振动测试仪对爆破过程的动态振动波型及振动速度进行监测,监测结果与经验公式预测安全距离基本一致,安全距离应大于180 m。     

近距离爆破对隧道衬砌影响的数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对近距离爆破对隧道的影响进行了数值模拟,并将数值计算速度峰值结果与现场监测结果回归公式计算结果进行比较分析。结果表明：数值计算得到的速度峰值结果和回归公式计算结果吻合较好,采石场的爆破施工对隧道衬砌的安全不会产生不利的影响,数值模拟在研究爆破震动对衬砌的影响是可行的。     

烟囱爆破方案的数值模拟

介绍了烟囱爆破拆除数值模拟的基本原理和基本方法,利用ANSYS/LS-DYNA大型非线性有限元程序模拟烟囱的爆破拆除方案并进行分析对比研究。模拟过程和对比分析结果与其它文献的理论分析非常接近,指出在条件允许情况下,优先考虑定向倒塌,再选择折叠倾倒和原地坍塌等其他爆破方案。     

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。     

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。     

单自由面无限岩体中深孔微差爆破数值模拟

采用大型动力有限元程序ANSYS/LS-DYNA及ALE算法,对单自由面无限岩体中深孔微差爆破进行了数值模拟。结果表明,数值模拟能进行爆破有效应力的时程分析、爆破应力波传播的直观演示、客观反映爆破破岩的动态过程等,模拟结果可为爆破设计提供参考。     

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。     

隧道爆破开挖震动效应的数值模拟

以某工程隧道为例, 基于FLAC^3D软件对隧道爆破开挖引起的地表震动效应进行了数值模拟, 得出在隧道爆破开挖影响区一定范围内已开挖区域地表质点震动速度是未开挖区域地表质点震动速度的2~5倍, 且两者的衰减规律完全不一样。在距掌子面水平距离为5~25 m的范围内, 隧道爆破开挖存在明显的空洞效应, 若忽视爆破开挖空洞效应现象, 则不能确保施工过程中爆破震动的安全性。     

束状孔当量球形药包爆破技术回采切割槽在大红山铜矿的应用研究

大红山铜矿体属于多层缓倾斜矿体,在矿山多年生产实践中不断摸索总结切割槽回采技术,但目前厚大矿体盘区切割槽回采采用纯浅孔留矿法或高切割天井提供补偿空间的侧向崩矿技术,存在安全风险高、施工进度慢、成本高、作业条件差等缺点,本文提出采用束状孔进行回采,很大程度上克服了上述缺点。     

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64cm装药长度的效果对比,从而确定了合理的装药长度。     

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。