复式楔形深孔掏槽爆破研究

掏槽爆破时随炮孔深度增加,岩石夹制作用增强,抛掷效果差,导致炮孔利用率降低,直接影响岩巷的掘进速度.采用数值方法对12孔复式楔形掏槽进行研究,揭示了应力波在槽腔内的传播规律,再现了炮孔底部槽腔的形成过程.研究发现采用双楔形毫秒延期爆破,炮孔底部形成2个应力峰值,有利于槽腔内岩体的破碎.同时中心孔的存在增强了破碎岩体的抛掷作用,提高了炮眼利用率.根据分析结果进行了孔深3m的现场爆破试验,10组爆破实验平均炮眼利用率为94.9%.     

减振孔减振效应的数值模拟研究

利用显式动力有限元软件AUTODYN研究了减振孔对岩石地下洞室爆破产生的爆炸应力波传播与衰减以及对地表和邻近地下洞室动态响应的影响与规律.通过与爆破模型试验结果进行对比,验证了 AUTODYN模拟地下洞室爆炸过程和应力波传播的有效性和准确性.通过数值模拟分析了不同减振孔参数对邻近洞室和地表的质点峰值振动速度(PPV)和...     

立井冻结黏土爆破对井壁的振动影响研究

立井采用冻结法施工时,冻结黏土爆破产生的振动易引起井壁破裂,从而造成安全事故。以赵固二矿立井冻结黏土爆破掘进工程为背景,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立模型,研究不同掏槽药量、地应力条件、中空孔数量工况下爆破振动对井壁产生的影响。结果表明：井壁测点振速与掏槽药量成正比,掏槽药量从16 kg增加至64k g,振速从9.53 cm/s增加至35 cm/s,增大了3.67倍;中空孔可减弱爆破冲击荷载对井壁的振动影响,且井壁振动速度与中空孔半径成反比;地应力在1～3 MPa变化时,井壁振动速度与地应力成正比。现场爆破方案数值模拟得出：采用1,3,4,5段电雷管毫秒延时爆破时,冻结黏土爆破产生的应力波主要沿井壁竖向传递;4段辅助孔爆破对井壁的振动影响最大,约为5段周边孔爆破的3.5倍,在距离掘进面13.3 m处,4段辅助孔产生的拉应力最大为0.425 MPa,不会对井壁混凝土结构产生破坏。分析方法和研究结果可为同类型条件深大立井冻结黏土爆破施工提供参考。     

不掏槽掘进爆破机理的探讨

对不掏槽掘进爆破的理论研究可知,不掏槽掘进爆破主要降低了岩石抗爆能力,改变了自由面形成方向和过程,减小了岩石的夹制作用,装药爆炸后的比冲量沿炮孔更加均匀分布。因此,不掏槽掘进爆破从理论上优于掏槽爆破。     

爆炸荷载作用下锚固围岩稳定性分析

通过对爆炸波在岩体中的传播与衰减特性以及与锚固围岩的相互作用分析,基于正交设计理论,以洞室跨高比、锚杆长度、锚杆密度、围岩类别、一次爆炸炸药量、炸药距离洞室顶端的距离等因素设计了18组正交参数,对爆炸荷载作用下锚固围岩稳定性数值模拟计算,得到了锚固围岩应力、质点振动速度峰值和振动主频率的分布规律,分析了锚固围岩最大主应力、质点振动速度峰值、振动主频率受一次起爆炸药量、炸药距洞顶距离、围岩力学性质、支护方式、洞室形状等因素的影响,据此建立了以最大主应力为标准、质点振动速度峰值和振动主频率为主要指标的锚固围岩稳定性评价标准.     

爆炸冲击波下地应力对岩石裂纹扩展的影响

随着地下工程深度的增加,地应力对爆炸引起的断裂影响不容忽视。为了探讨地应力大小和方向对岩体爆破的影响,文章以花岗岩为研究对象,通过有限元程序LS-DYNA和颗粒流程序(Particle Flow Code, PFC)相结合的爆破模拟方法研究了爆炸冲击波下地应力对岩石裂纹扩展的影响。结果表明：双轴等压应力对岩石近场裂纹的影响较小,而对远场裂纹发育有较大的抑制作用;单轴应力条件下,与应力垂直方向的压缩效应得到增强,而拉伸效应受到抑制,应力垂直方向的裂纹数量远小于平行方向的。     

爆破振动对残留岩体的影响及控制

通过对白水峪水电站坝区爆破振动试验数据的回归分析,获得了施工爆破处的振动衰减规律,给出了在爆破施工期间,爆区附近的残留岩体稳定所能使用的最大药量.爆破产生的岩石质点振动为随机振动过程,其能量集中在25～30 Hz频率范围内,比天然地震波主频高得多,爆破产生的振动不会引起基岩的共振.残留岩体的临界振动速度直接关系到残留岩体的稳定性.根据试验实测地点宏观调查结果及相关规范,将残留岩体的临界质点振动速度控制在3.5 cm/s以下,就能保证残留岩体的稳定性.     

爆破振动在层状岩体中的衰减特性试验研究

结合某滨海引水渠工程案例,采用现场爆破试验与爆破振动测试相结合的方法,获得了层状岩体场地条件下爆破振动沿不同路径的传播与衰减特征。结果表明:在层状岩体中,沿地层走向传播的爆破振动速度衰减最慢,垂直地层走向传播的衰减最快;对于本场地的陡倾角地层,穿越地层层理后的垂直向振动速度值小于同位置的水平切向振动速度值;另外,根据临近被保护物的振动速度控制要求和场地的各向异性振动传播特征,提出了采用分区爆破设计施工的振动控制措施,有效地保证了临近建筑物的安全和项目的整体建设工期。爆破振动危害的测试分析方法及成果可为类似工程案例的研究和施工提供借鉴与参考。     

一次成井掏槽爆破炮孔合理封堵长度研究

封堵长度是超深孔一次成井掏槽爆破设计中的一个重要参数.为合理选取封堵长度,提高掏槽爆破效果,基于爆破破岩爆炸冲击波和爆生气体共同作用理论,分析了炮孔封堵物的作用机理及封堵长度对爆破效果的影响;基于掏槽爆破封堵物的抛出时间与槽腔范围内岩石破碎时间、爆破漏斗形成时间和分段爆破时相邻分段封堵范围内岩石破碎所需时间的关系,从动量定理入手推导出了上端、中间和下端封堵长度上、下限的计算公式.在华丰矿11111矸石仓,结合施工条件合理确定封堵长度等爆破参数,形成爆破设计方案.实际应用后矸石仓成型较好、爆破矸石块度适中.     

鲁坨路路堑边坡爆破应力波传播规律

为了解决边坡岩体内爆破应力波与介质相互作用以及爆破荷载作用下边坡动力稳定性问题,依托鲁坨路路堑边坡爆破工程,在现场爆破振动测试的基础上采用数值模拟的方法对边坡坡面以及岩体内部质点的振动速度、应力场等分布规律进行深入研究.结果表明:1)对于坡面质点,水平爆心距与高程的增加均会使爆破峰值振速总体呈衰减趋势,但台阶边缘"鞭梢效应"明显,且距离爆源越近,峰值振速放大系数越大. 2)边坡台阶坡角处应力集中显著,但峰值应力与峰值振速并非在同一位置出现.因此,不能将台阶外缘峰值振速作为评价边坡稳定性的单一指标. 3)对于岩体内部质点,爆破振动响应也随爆心距的增大逐渐衰减,但坡面和岩层分界面对应力波的反射叠加会造成岩体质点的峰值振速和应力均有所放大.     

输灰管爆破除垢实验研究

为清除燃煤电厂输灰管内的灰垢,进行了试验研究。研究结果表明,采用管外贴壁装药的控制爆破方法,可有效清除输灰管内的灰垢,在爆炸压缩波和反射拉伸波的作用下,装药点附近－６０℃－６０℃范围内的灰垢得到了有效的破坏,并得到了应变峰值随药量变化的关系式。     

非固结面裂隙深度对爆破振动影响试验研究

鉴于岩体中存在大量裂隙,为了探索非固结面裂隙对爆破振动效应的影响,通过建立波在裂隙岩体中传播的砂浆模型,对节理裂隙岩体进行模拟试验,研究分析了岩体裂隙深度对应力波传播规律的影响。研究表明：由于非固结面裂隙因素影响,裂隙深度对垂直方向质点峰值的影响较大,质点垂向振动峰值变小,裂隙深度和质点峰值大小不是反线性比例关系;裂隙深度对三个单独方向（垂向、径向和切向）主频率大小的影响并不明显,但其垂向频域分布主要集中在中高频,径向和切向主要集中在低频频域范围内。     

输灰管爆破除垢实验研究

为清除燃煤电厂输友管内的灰垢,进行了试验研究．研究结果表明,采用管外贴壁装药的控制爆破方法,可有效清除价灰管内的灰垢．在爆炸压缩波和反射拉伸波的作用下,装药点附近-60°～60°范围内的灰垢得到了有效的破坏,并得到了应变峰值随药量交化的关系式．     

单排孔齐发爆破孔间应力分析

以应力分析的理论和方法,研究了单排孔齐发爆破两孔隙岩石的破碎机理,通过分析两孔爆炸范围内岩石的拉压应力区,压应力区,纯拉力面等几部分的分布区域和弹性位移区在爆炸过程中的应力,应变及运动状态,     

深孔挤压抛渣掏槽爆破法在采区煤仓施工中的应用

由于采区煤仓传统施工方法存在许多问题 ,在此介绍了深孔挤压抛渣掏槽爆破法在古汉山矿采区煤仓施工中的应用 .通过总结古汉山矿煤仓施工经验 ,提出了深孔挤压抛渣掏槽爆破法及相关的掏槽参数、爆破参数和安全技术措施 ,为类似工程的施工提供了宝贵经验     

水平层状岩体隧道爆破开挖数值模拟及振动效应研究

以蒙华铁路喜家岭隧道爆破施工为研究背景,采用动力有限元法探索层状岩体的存在对隧道爆破形成的应力场与振动场的影响。本文建立了均质岩体和水平两层岩体两个有限元模型。在保证模型尺寸、模拟参数以及网格划分完全相同的情况下,通过改变岩石材料参数与爆破微差间隔时间,在隧道拱顶、拱腰、拱脚处提取振速与应力数据,比较两种模型的振速与应力的衰减规律。指出层状岩体的存在会使应力波的传播发生改变,并分析了微差间隔时间的不同对爆破造成的影响。     

深孔挤压抛渣掏槽爆破法在采区煤仓施工中的应用

由于采区煤仓传统施工方法存在许多问题,在此介绍了深孔挤压抛渣掏槽爆破法在古汉山矿采区煤仓施工中的应用.通过总结古汉山矿煤仓施工经验,提出了深孔挤压抛渣掏槽爆破法及相关的掏槽参数、爆破参数和安全技术措施,为类似工程的施工提供了宝贵经验.     

硬岩体强度弱化范围理论分析与工程验证

岩石巷道综合机械化快速掘进有助于改善采掘接续紧张的局面,而岩石硬度是影响综掘设备快速掘进的关键因素之一。针对硬岩巷道围岩岩性特点,利用超深孔预裂爆破技术,对硬岩巷道岩体强度进行弱化,并通过工程实践检验预裂效果,结果表明：硬岩巷道超深孔预裂爆破后,钻孔周围形成压碎区、裂隙区,使岩体有效强度降低,有利于综掘截割机具经济破岩;理论及数值模拟分析得出钻孔爆破后形成半径为1．8 m左右的松动破坏区;通过对新庄孜矿-812 m水平B4胶带大巷硬岩进行超深孔预裂爆破,钻孔窥视及工程验证爆破松动半径能够达到1．5～2．5 m之间,取得了良好的岩体强度弱化效果,为硬岩巷道机械化快速施工技术研究提供指导。     

岩体巷道光面爆破参数比较分析与应用

光面爆破效果主要取决于岩石条件、炸药性质及光爆参数,岩石条件不同,则光面爆破参数应作相应调整.为将光面爆破更合理地应用于不同条件下的岩石,基于爆炸应力波和爆生气体共同作用理论,提出了普通光面爆破及计入损伤光面爆破参数计算公式.实例及分析说明：基于爆炸应力波和爆生气体综合作用理论的光面爆破计算公式是合理的,适用于不同岩石条件光面爆破参数的确定;在孔深、孔径和装药相同的条件下,岩石越完整,稳定程度越高,其光面爆破的周边眼间距越小;计入损伤时,光面爆破的周边眼间距可适当增大;岩石单轴抗压强度较大,则装药不耦合系数可取较小值,以提高炸药爆炸能量利用率,单轴抗拉强度越高,则光面爆破的周边眼间距值越小.     

岩石断裂控制爆破的裂纹扩展

工程控制爆破,要研究岩石的定向断裂的裂纹扩展。本文在进行了动载荷作用下径向裂纹产生扩展过程的动光弹试验。对应力波的起裂作用,爆炸气体的扩裂作用进行了分析研究。文章指出,爆破岩石的应力历程及损伤累积是岩石破裂首要条件,而原裂纹存在条件影响裂纹扩展方向。探讨了爆破应力波作用下波激活裂纹数的分布规律和裂纹密度的表达式。