钻孔爆破孔间最佳延时时间模型试验研究

为探寻钻孔爆破孔间最佳延期时间,采用高速摄影技术、动态应变测试方法以及数码电子起爆系统等高精度试验设备,从新自由面形成时间和应力波残余量两方面因素考虑,通过混凝土边坡模型单孔爆破高速摄影拍摄和逐孔爆破动态应变测试试验进行分析研究。孔间延时时间为5 ms时,前后炮孔间应力波叠加情况很好,但是后孔起爆时未能形成良好的自由面;当孔间延时时间为10 ms时,既能保证有10 mm以上的裂缝形成,后孔起爆时又仍有较大残余应力存在于介质中,有利于形成良好的破碎效果;当孔间延时时间为15 ms时,介质中由前孔爆破产生的残余应力几乎消失;当孔间岩石在20 ms以上时,后孔起爆不受前孔爆破应力波影响。综合考虑,建议逐孔微差爆破中孔间最佳延时时间控制在10~15 ms。     

精确毫秒延时控制爆破地震反应谱特性研究

利用地震工程中应用较为成熟的反应谱理论对精确毫秒延时控制爆破地震进行研究,设计开展了边坡爆破开挖相似模型试验,分析了不同毫秒延时对爆破地震反应谱特性的影响,考虑结构密集振型间相互影响,结合完全二次项组合法（CQC）求得结构反应总效应值。结果表明：短毫秒延时控制爆破地震反应谱曲线体现为多峰值特性,且峰值对应周期范围窄,通常在几毫秒区间内;随孔间毫秒微差的增加,反应谱峰值对应结构自振频率逐渐降低,愈趋接近构筑物自振频率,不利于构筑物安全;合理孔间延期时间选取时,应综合考虑爆破振动强度、岩体爆破效果和构筑物动力效应特性3个方面因素;试验条件下,合理孔间延期时间为2 ms。     

毫秒延时爆破合理间隔时间研究

分析了毫秒延时爆破破岩机理以及毫秒延时爆破的降振机理。针对某铅锌矿存在的爆破振动问题,通过现场试验获取大量监测数据,通过数据分析确定了该矿山生产爆破的最佳间隔时差。研究结果表明,当延时间隔为50ms时,可以使爆破振动错峰叠加,达到平峰降振的作用,同时为该铅锌矿控制爆破振动提供了理论依据及技术支持。     

精确短延时球状药包爆破成井技术研究与应用

将基于高精度雷管的精确短延时爆破引入多孔球状药包爆破成井中,采用LS-DYNA动力分析软件模拟了短延时球状药包爆破成井的动态破岩过程,分析了延期时间对成井爆破破岩和振动效果的影响。研究结果表明:随着延期时间的增加,天井爆破模型有效应力峰值减小,有效应力作用时间变长,质点振动速度峰值降低。结合数值模拟结果,从爆破成井效果和质点振动效应两个方面确定了天井爆破延期时间的范围为7～9ms。多孔球状药包爆破成井试验验证了模拟结果,表明精确短延时爆破可优化爆破成井效果,并降低爆破地震效应,有效弥补了炮孔偏斜对爆破的不良影响。     

孔间不同毫秒延时对爆破振动影响的数值模拟

合理的毫秒延时间隔可以有效地降低爆破振动,目前对精确延时毫秒间隔对爆破振动的影响还没有准确的研究成果。基于地震波传播过程中能量的变化和自由面的形成,给出了孔间毫秒延时时间的计算公式。并对不同毫秒延时间隔进行了数值模拟。结果表明：利用理论计算出的毫秒延时间隔时间的同时也要考虑自由面形成所需要的时间,从而达到理想的爆破效果。在模拟中所采用的爆破参数的情况下,孔间延时间隔为12 ms时利于降低爆破振动,同时满足自由面形成的时间,利于岩石的破碎。同时验证了计算公式的可行性。     

基于DIC的露天矿山微差爆破模型试验及数值模拟

随着电子雷管在露天矿山台阶爆破中的全面使用,微差爆破技术得到进一步发展,如何通过调整孔间延时提高炮孔之间相互作用力,成为矿山爆破技术的研究重点。基于混凝土模型模拟露天矿山微差爆破,建立高速摄影技术与数字图像相关(DIC)试验系统,基于全场微应变、高速摄影技术和数值模拟对不同孔间延时条件下的炮孔间裂纹发展过程进行了研究。结果表明:爆炸载荷下模型表面裂纹附近的应变持续时间约为3 ms,孔间延时为3 ms时下一个炮孔起爆能够提高炮孔之间的相互作用力;通过数值模拟展示了测点的压力分布特征,在孔间延时为3 ms时测点压力最大,验证了模型试验的准确性;利用MATLAB对数值模拟结果分析发现,孔间延时为3 ms时其破碎程度最佳,与模型试验结果具有较好的一致性;使用高速摄影技术结合DIC方法为研究炮孔之间的相互作用力及裂纹扩展提供了新思路。     

某地下矿山顶板诱导崩落最佳爆破延时时间取值研究

采空区顶板诱导崩落爆破延时时间的合理选取可以有效提高诱导崩落效果。为了确定采空区毫秒延时爆破的最优延时时间，在分析了诱导崩落的技术原理之后，以延时时间为切入点，结合某地下矿山实际 情况，建立了诱导崩落爆破数值模型，运用LS-DYNA有限元分析软件模拟了延时时间分别为20、35、50 ms下的爆炸过程，得到爆炸过程的应力云图以及各观测点有效应力随时间的变化曲线。模拟结果显示：顶板中心 部分的最小有效应力最大值受爆破延时时间影响，其中顶板两端最大有效应力最低时对应的延时时间均为35 ms。当以最大有效应力值与矿岩抗压强度的接近程度为评判依据时，分析得出预裂爆破与崩顶爆破之间的爆 破延时时间取20 ms时诱导效果最好。通过对比分析各观测点的有效应力变化情况并结合上述分析，确定延时时间为20 ms时诱导崩落效果最优。研究结果可为采用诱导冒落法开采的矿山爆破参数优化提供参考。     

超硬岩露天深孔台阶爆破参数优化研究

为解决在新疆金宝铁矿露天深孔台阶爆破过程中存在的大块率高、留有根底等影响铲装效率与后续生产的问题,通过现场调查统计与分析,摸清大块产出部位,剖析大块产出与出现根底的原因,并提出相应对策。基于矿岩物理力学性质与矿山现有条件,提出针对超硬岩露天深孔台阶爆破的小孔排距爆破方案,对孔网参数及起爆网路进行了优化提升,采用115 mm孔径,孔排距3.5 m×3.0 m、堵塞长度2.5 ~ 3.0 m,孔间毫秒延期时间为11、13、18 ms,排间毫秒延期时间为21、29、37 ms。工程实践表明,小孔排距深孔台阶爆破适用于铁矿石等超硬岩的深孔台阶爆破,相比原爆破方案大块率降低约8.7%,爆后无根底,大大提高了露天矿山采剥效率,很好地满足了生产要求。爆破振动速度降幅约为28.1%,减少了对边坡岩体的扰动和破坏。小孔排距深孔台阶爆破在超硬岩露天矿山矿岩采剥中体现了良好的适用性,能够有效减少大块和消除台阶根底,可为露天矿山超硬岩深孔台阶爆破提供借鉴与参考。     

小断面隧道快速掘进爆破方案优化研究

为解决西南地区小断面隧道爆破开挖时围岩稳定性差、超欠挖严重、爆破振动速度过大等问题,从水压爆破、准直眼掏槽形式、毫秒延时爆破三个方面对相关爆破参数进行优化分析,并从理论上给出了取得良好降振效果的最优毫秒延时范围。结果表明：1）水压爆破技术和准直眼掏槽形式的使用,能较好地改善爆破效果,形成较好的隧道轮廓和掏槽效果,但是无法控制爆破振动大小。2）从波形叠加的角度对隧道毫秒延时干扰降振原理进行了分析,得到了23ms～46ms的最优毫秒延时理论值范围。3）经现场验证,不良地段选用25ms延时作为相邻炮孔延期时间,掏槽眼与辅助眼、辅助眼与底板眼之间选用45ms延期时间的隧道断面延时设置能够将振动速度控制在1cm/s以下,降振效果良好。     

延时间隔对爆破破岩的影响机制及应用研究

为优选适宜的微差延时间隔，指导生产爆破参数控制，采用仿真分析软件建立了二维和三维数值计算模型，研究了不同延时间隔对破岩量的影响规律，分析了延时间隔与破岩量和振动速度的关系，并开展了现场应用试验。研究表明：前后排起爆顺序不影响最佳延时间隔，但影响最终破岩量大小；随着延时间隔的增大，爆破破岩量呈现波动变化趋势，且延时10 ms时可以获得最大破岩量以及较大的振动速度；应综合考虑振动速度和破岩量两个指标，在建(构)筑物安全振动速度范围内，宜优先考虑爆破破岩量，以提高采场生产效率。现场应用后，爆破块度较为均匀，有效验证了优选参数的可行性和可靠性。     

孔间微差时间的1ms时间差对爆破振动的影响

目前,在岩土工程微差爆破领域的研究方面,普遍认为3ms以内的时间差对实际工程的爆破振动效果影响不大,对这方面的研究也不够深入。为此,本文借助数值模拟和工程试验的方法,研究孔间微差时间的1ms时间差对爆破振动影响。以自由面形成原理计算孔间微差时间,并以此为依据,按1ms等间距选择了9ms、10ms、11ms、12ms、13ms、14ms、15ms共7种孔间微差延迟方案进行数值模拟,以爆破振动速度确定最优微差时间。然后,通过工程试验验证最优微差时间的爆破振动效果。数值模拟和工程试验结果表明： 1ms和2ms的误差引起爆破振动速度的变化分别达到0.9%~8.1%和2%~13%,将孔间微差时间精确到1ms级对爆破减振有明显的效果,15ms孔间微差时间的爆破振动最小,对周边建筑物影响最小,监测点振动速度符合安全要求。     

煤矿岩巷毫秒延期爆破振动测试与控制技术研究

为了提高煤矿硬岩巷道掘进爆破效果、降低爆破振动效应,对毫秒延期爆破参数进行优化及实施,实测爆破振动速度。分析了爆破参数与爆破振动信号特征之间的关联性,针对电雷管存在延期误差,应用小波变换时-能密度法识别确定毫秒爆破中实际延期时间,提出了降低爆破振动效应的技术措施。研究表明：采用合理的毫秒延期爆破参数方案,可以取得良好的爆破效果;垂直方向爆破质点峰值振速可以作为煤矿岩巷的安全判据;时-能密度法能够有效地识别出各段雷管的起爆时刻,确定实际延期时间。     

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。     

中深孔爆破动载荷下块石充填体强度响应研究

为分析地下中深孔爆破动力载荷作用对充填体安全稳定性的影响和论证废石注浆构筑人工矿柱技术可行性, 结合卡房分矿试验采场工程实际, 在物理力学试验的基础上, 利用LS-DYNA软件对充填体在连续微差爆破动力载荷下的强度响应进行了数值模拟试验。研究结果表明:预裂缝对爆破载荷作用具有明显的减弱效果, 且减弱效果随预裂缝的长度增加而递增, 当预裂缝长度为爆破落矿宽度2倍时, 振动峰值降低83.07%, 最大拉应力降低91.14%, 能够满足充填体强度要求。在预裂缝存在的情况下, 振动主频降低, 衰减周期增长, 需要更大的微差时间对振动主相进行分离, 但是随微差时间进一步增加, 降振效果趋缓。数值模拟结果分析表明, 选用合理的爆破参数可以对块石充填体人工矿柱进行中深孔爆破。     

井下煤仓全深度分段爆破合理微差时间的探讨

根据爆破自由面形成的时间和破碎岩石飞行的时间,探讨了深孔爆破各作用炮眼的合理延期时间;同时结合全深度一次钻孔分段爆破煤仓的爆破参数设计,验证了利用该法确定微差时间的合理性。