改善红砂岩爆破破碎效果的几种方法

通常在路堑石方开挖中采用深孔爆破、浅孔爆破、药壶爆破、竖井爆破四种爆破方法。本文根据笔者的实践经验,分析影响红砂岩破碎度的主要因素,提出了改善四种爆破方式破碎效果的适用方法,并结合实际对这几种爆破方式进行了综合比较。通过实践可知,无论采用哪种爆破方法,只要爆破参数选择合理、措施得当,均可取得良好的破碎效果。     

台阶爆破岩石破碎楔块理论及数值模拟研究

在逐排或齐发爆破情况下,一般没有考虑岩石在单个炮孔爆破后产生的空间破碎形态问题。岩石在爆炸作用下产生的空间破碎形态主要受岩石性质,自由面状况、炸药性能等因素影响。逐孔起爆改变了岩石的自由面状况,进而对爆破效果产生了较大的影响。根据露天台阶爆破逐孔起爆条件下岩石动态破碎特征,提出了露天台阶爆破岩石破碎楔块理论,分析了逐孔起爆条件下,体积公式计算炮孔装药量的局限。采用有限元软件ABAQUS/EXPLICT中的CEL方式加载爆炸载荷,并结合混凝土塑性损伤本构(CDP)建立了双坡面三维台阶爆破模型,得到了不同时刻岩体内应力分布云图和裂纹扩展以及损伤演化情况。模拟结果表明:岩石爆破破碎楔块理论更加接近逐孔起爆条件岩石破碎状况,并有利于炮孔装药量计算。     

利用浅孔改善深孔台阶爆破孔口块度技术研究

新疆别斯库都克露天煤矿由于岩体节理裂隙发育,深孔台阶爆破中孔口部分容易产生大块.为了改善该露天矿岩石爆破效果,采用了深孔之间布设浅孔的方式对孔口的爆破破碎效果进行改善.为了确定合理的爆破参数,采用了数值模拟方法对参数进行模拟验证.在露天矿现场取样制作试件测试了现场砂岩的岩石力学性质,基于实测岩石力学性质与现场爆破参数建立了数值模拟模型.对不同浅孔深度的五种模拟条件进行了模拟,分析了不同条件下孔口1～4m范围内的爆破应力波应力峰值,确定了4m浅孔深度下对于孔口部分爆破效果的改善效果最佳.在别斯库都克露天矿1216台阶尝试采用了增加4 m深度1.5 m装药长度的浅孔,明显改善了现场爆破效果.该研究结果可以对利用浅孔改善深孔露天台阶爆破孔口部分爆破效果,减少孔口大块提供技术参考.     

中深孔与浅孔联合布孔在煤层底板爆破中的数值模拟研究

针对露天台阶爆破煤层底板与其毗邻的岩层力学性质差异较大,爆破时大块率高的问题,介绍一种改善煤层底板破碎效果的中深孔与浅孔联合布孔爆破方法。使用有限元分析软件LS-DYNA分析了联合布孔装药结构爆破过程中的应力分布规律,分析表明:联合布孔爆破方法相比传统中深孔爆破,增大了拉应力峰值,延长了拉应力对煤层底板有效作用时间;在宁夏大峰矿羊齿采区的应用实践表明,联合布孔爆破方法不仅改善了煤层底板的破碎效果,并大量节约了爆破生产成本。     

贵州息烽磷矿巷道掘进爆破参数优化与实践

巷道掘进爆破的破碎效果取决于爆破参数的合理与否,其轮廓成形效果一定程度上也会影响着地下矿山巷道围岩稳定性。针对贵州息烽磷矿巷道掘进施工过程中因装药量过大、炮孔布置密集而产生的巷道超挖严重及爆破后的围岩破碎难题,采用了爆破破岩理论分析,并参照类似工程经验对掘进爆破的孔网参数布置和装药结构进行优化研究。通过优化掏槽方式减少6个炮孔(一阶掏槽孔2个、顶板孔2个和崩落孔顶孔2个),增大炮孔间距,并采用空气间隔器实施轴向不耦合间隔装药,使得炮孔数量减少和总炸药消耗量降低。其次,利用有限元软件LS-DYNA对优化的爆破方案进行模拟计算分析,结果表明：优化后的爆破方案巷道围岩应力峰值降低,减少了超挖,提高了围岩稳定性。最后,通过15组现场巷道掘进爆破工程实践,表明优化爆破参数后,巷道爆破掘进成型质量好,无顶板破碎、掏槽孔穿孔等现象出现,施工效率提高,施工成本降低。通过分析比较认为：适当增大炮孔间距,采用空气间隔装药爆破,相比无空气间隔爆破,能够有效减少爆破震动,保证巷道成型质量。     

Sino露天磁铁矿台阶爆破方案的确定

为确定澳大利亚Sino露天磁铁矿台阶爆破的排距和孔距,运用HolmbergPerson公式对钻孔爆破岩体损伤范围进行估算,通过迭代法确定椭圆损伤区的长短轴长度。使用动力分析软件LS-DYNA模拟5.5m(排距)×5.5m(孔距)、5.0m(排距)×6.0m(孔距)两种网孔布置方案的岩体破碎效果,结果表明:采用5.5m×5.5m方案时,炮孔之间存在未损伤区,易产生大块,后排孔起爆后出现应力集中现象。采用5.0m×6.0m方案时,爆破能量利用均匀,岩体破碎充分,是比较合理的排距、孔距参数,该方案应用于澳大利亚Sino露天磁铁矿台阶爆破,取得了良好的爆破效果。     

连续箱梁临时支座预留孔爆破拆除方法

以前 ,采用硫磺砂浆热熔法拆除悬浇箱梁临时支座 ,效果不理想 ,耗时费力。在广珠西线橹尾橇特大桥主桥连续箱梁临时支座的拆除中 ,采用了预留孔的爆破方法 ,破碎效果好 ,拆除速度快。本文介绍了爆破设计的原则、药量计算、炮孔布置、起爆网路和安全措施。此外 ,还介绍了利用PVC管预留炮孔的施工方法     

空孔直眼掏槽爆破在地下厂房开挖中的应用探讨

为了改善地下厂房开挖爆破效果,在现场进行了螺旋空孔掏槽、桶形空孔掏槽、加密桶形空孔掏槽等3种掏槽方式的实际爆破试验,经比较爆破效果及施工工艺,采用加密桶形空孔掏槽法,爆破效果十分明显,对同类工程有重要的推广应用价值.     

爆破技术在复杂条件下高边坡岩墙开挖中的实践

厂区内山体爆破开挖工程,周边环境复杂、边坡高陡、地质情况多变,岩墙爆破开挖时面临着滚石、飞石等技术难题。根据本工程南北两侧边坡地质、破碎带分布、马道防护条件的不同特点,将山体分成南北两区,并分别采用不同的爆破施工方法。南区采用主爆区、岩墙爆区的中深孔开挖方式,北区采用主爆区、控制爆区、岩墙小炮爆区的开挖方式。爆破实践不仅满足了安全生产要求,而且取得较好的爆破效果和经济效益。     

基于CDEM的岩石基坑爆破效果的数值模拟

为探讨延时时间及炮孔间距对岩石基坑爆破破碎效果的影响规律,依托大连地铁五号线虎滩公园站,建立岩体二维数值计算模型,通过连续-非连续数值模拟方法(CDEM)中的JWL爆炸模型及断裂能模型,对岩石基坑开展了爆破过程的数值模拟,并通过应力、振动速度、平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率及系统破裂度等指标进行综合分析。结果显示：模型监测点处以拉应力破坏为主导,延时35 ms时应力波叠加效果较好,引起的模型监测点峰值振速较小;随着延时的增大,岩石爆破效果逐渐变差,而当延时为25 ms时,较短的延时不利于应力波的传播和衰减导致爆破效果不佳。监测点处y方向峰值振动速度随着炮孔间距L的增大逐渐减小,岩石爆破效果逐渐改善,而过大的炮孔间距会阻碍应力叠加。炮孔间距6 m时能够有效减少大块率,爆破破碎效果最佳。改变炮孔间距相对于改变延时时间大块率降低了3.2%,系统破裂度提高了3.8%,因此,改变炮孔间距优于改变延时时间的爆破效果。     

基于双门限阈值的爆破块度图像识别研究

为改进爆破块度图像分割中容易存在的过分割、噪声、"黑洞"现象等问题,提出了双门限阈值分割技术,开展了多种类型的爆破岩块图像分割实验和小型爆堆的手工测量实验,实验结果表明,双门限阈值法与灰度阈值法、适应性阈值法、Otsu大津法等常用的分割方法相比,对爆破岩堆的图像分割效果更优,能够解决岩石表面噪声问题;与手工测量相比,双门限阈值技术对爆堆图像分割的平均相对误差为12.0%,误差主要因岩块的边缘棱角效应所致,这种效应使得分割结果偏大。双门限阈值分割技术能较好地应用于爆破块度图像识别。     

基于双门限阈值的爆破块度图像识别研究

为改进爆破块度图像分割中容易存在的过分割、噪声、"黑洞"现象等问题,提出了双门限阈值分割技术,开展了多种类型的爆破岩块图像分割实验和小型爆堆的手工测量实验,实验结果表明,双门限阈值法与灰度阈值法、适应性阈值法、Otsu大津法等常用的分割方法相比,对爆破岩堆的图像分割效果更优,能够解决岩石表面噪声问题;与手工测量相比,双门限阈值技术对爆堆图像分割的平均相对误差为12.0%,误差主要因岩块的边缘棱角效应所致,这种效应使得分割结果偏大。双门限阈值分割技术能较好地应用于爆破块度图像识别。     

城区台阶爆破工程的飞石控制

在城区进行小台阶爆破,必须把爆破飞石控制在一定的范围之内。为此,根据爆破破岩理论和现场调研,分析了飞石产生的原因,讨论了飞石的类型。以两个实际爆破工程为例,介绍了针对具体情况所采取的飞石防范措施。实践证明,只要措施得当,飞石是可以控制的。     

城区台阶爆破工程的飞石控制

在城区进行小台阶爆破,必须把爆破飞石控制在一定的范围之内。为此,根据爆破破岩理论和现场调研,分析了飞石产生的原因,讨论了飞石的类型。以两个实际爆破工程为例,介绍了针对具体情况所采取的飞石防范措施。实践证明,只要措施得当,飞石是可以控制的。     

条形药包爆破破岩规律的试验研究

分析了前人关于爆破破岩机理论述方面的矛盾,通过高速摄影观察有机玻璃中条形袋药爆炸波和破裂缝发展规律,得到了关于条形药包爆破破岩规律方面的新认识。提出了冲击该、气体膨胀压和反射拉伸波在破岩过程中各自所起的不同作用。特别在此基础上推出了条形药包下破裂深度计算公式,对工程实践有积极的指导作用。     

堆石坝级配料爆破块度分布模型的研究

根据现场爆破试验资料,应用回归分析和显著性检验等数理统计理论,提出了建立堆石坝级配料块度分布预测模型的方法,该方法简单实用;同时,它为爆破参数的优化提供了一定的理论依据.     

条形药包爆破破岩规律的试验研究

分析了前人关于爆破破岩机理论述方面的矛盾，通过高速摄影观察有机玻璃中条形袋药爆炸波和破裂缝发展规律，得到了关于条形药包爆破破岩规律方面的新认识。提出了冲击该、气体膨胀压和反射拉伸波在破岩过程中各自所起的不同作用。特别在此基础上推出了条形药包下破裂深度计算公式，对工程实践有积极的指导作用。     

露天台阶爆破毫秒延时间隔时间研究

从改善破碎效果和降振两方面对国内外露天台阶爆破毫秒延时间隔时间的研究成果进行了梳理与分析。基于改善破碎效果的研究,国外学者得出多个计算公式,但参数不同,给使用者带来困惑;国内学者多基于工程实践给出经验值。基于降振的研究,国外学者提出不同计算方法,但具有一定的局限性;国内多基于工程实践给出最佳取值范围。同时展望了未来露天台阶爆破间隔时间的研究方向,可供爆破工作者参考。     

岩体中传爆点振效应破岩机理探讨

岩体爆破机理研究工作开展的十分艰难,现有的主要理论均不能全面彻底地解释岩体爆破中的现象、描述岩体的破碎过程。而几乎所有的理论都是从岩体出发来展开研究,忽略了对炸药作用的研究。总结前人在岩体爆破破碎机理研究上的学说、论断、论点,结合爆破实践,以炸药作用为出发点,提出传爆点振效应破岩机理,且按照作用源划为三类破岩模式。并尝试用该理论来解释岩体爆破中的各种现象,更加有效、充分、客观地揭示岩体爆破破碎机理的物理实质。     

基于灰色关联分析及GA BP模型的岩体爆破块度预测

在土石坝筑坝材料的爆破开采过程中,准确预测岩体爆破块度并进行块度控制,可保证土石坝的填筑质量。结合长河坝工程的过渡料现场爆破试验,采用灰色关联分析法分析影响爆破块度的主要因素,以此选取孔距、不均匀系数等分别作为预测模型的输入、输出参数,并采用遗传算法(GA)优化反向传播(BP)神经网络,建立了预测爆破块度的GA-BP模型。该模型的工程应用结果显示,不均匀系数C_u、曲率系数C_c、分形维数D预测值的平均相对误差分别为5.918%、8.862%、2.867%,且预测级配曲线的线形及走向均与实际结果较为接近,表明预测效果良好。对比GA-BP模型与BP网络的预测结果发现,GA-BP模型预测值的平均相对误差更小,表明总体上GA-BP模型优于BP网络。