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.     

煤层深孔聚能爆破有效致裂范围探讨

在对煤层深孔聚能爆破致裂分区研究的基础上,针对聚能爆破煤层裂隙扩展特征及范围进行了数值模拟研究.结果表明,炮孔周围可划分为爆破压碎区、爆破裂隙区和弹性变形区,根据裂隙类型及裂隙数目的差异,爆破裂隙区又可划分为裂隙密集区和主裂隙扩展区.受聚能装药结构的影响,压碎区的范围呈聚能罩开口方向小于其他方向的类椭圆状;裂隙密集区和主裂隙扩展区的范围均呈聚能罩开口方向大于其他方向的类椭圆状.煤层深孔聚能爆破致裂增透工程试验发现,随着远离炮孔,各个观察孔内瓦斯体积分数增幅受聚能爆破的影响呈"强-中-弱"阶梯状变化,与所构建的聚能爆破致裂分区模型比较一致,即聚能爆破载荷下煤层裂隙具有明显的分区特征,压碎区、裂隙密集区和主裂隙扩展区组成了煤层深孔聚能爆破的有效致裂范围.     

聚能水压光面爆破技术在官田隧道的研究与应用

以张吉怀铁路官田隧道项目施工为例,提出了聚能水压光面爆破技术,通过对该技术进行分析,主要得到以下研究成果。(1)分析了常规光面爆破与聚能水压光面爆破技术原理,得到了聚能水压光面爆破质量的影响因素。(2)优化了聚能水压光面爆破炮孔布置,介绍了聚能水压光面爆破装药结构,计算了单孔装药量,并优化了起爆网络。(3)在每掘进3.7m时,出渣量与喷射量节省4619元,取得了不错的经济效益,有效地解决了拱腰爆破效果差、超欠挖等问题,验证了该技术的合理性与有效性。     

隧道切缝管聚能光面爆破技术

为解决下营隧道超、欠挖问题,提高光面爆破效果,基于聚能爆破原理,采用PVC切缝管作为约束条件及传能介质。通过现场试验分析切缝管聚能光面爆破技术原理,开展光面爆破优化效果研究。研究结果表明,相同岩性条件下,采用切缝管聚能光面爆破技术可将周边眼间距增加约70cm,炮孔半眼痕率提高5%左右,超挖控制为50mm,欠挖现象基本得到控制,具有良好的经济效益。     

聚能水压爆破水袋装液与除尘效果研究

隧道工程爆破掘进作业环节会产生大量粉尘,聚能水压爆破技术中水袋形成的水雾可以起到降尘的作用,依托张吉怀官田斜井隧道,采用理论研究现场试验的方法,系统研究了水压爆破降尘的理论及添加泡沫除尘剂对提高爆破水雾除尘效果的影响,并得出以下结论。(1)通过理论研究,水袋在乳化炸药的强爆炸高温高压作用下产生雾化效果,如果水与粉尘接触润湿良好,则水雾降尘过程发生融合的效果较好,水雾捕尘效率增加,重力沉降作用增加,可达到较好的降尘效果。(2)通过对比试验,当水袋加入泡沫除尘剂后,可有效减少掌子面爆破后15 min检测时粉尘的初始浓度。(3)通过对比试验,及试验数据处理分析,当水袋加入泡沫除尘剂后,可有效提高爆破后粉尘浓度的降低速率。     

孔内双点起爆条件下的爆炸能量传输与破岩效果分析

爆破破岩过程中,起爆方式对爆炸能量传输和破岩效果有着重要影响。从理论上证明两相向传播的爆轰波的碰撞聚能效应,分析孔内双点起爆条件下的爆炸能量传输特征。采用张拉–压剪统计损伤模型计算不同起爆方式下的岩石爆破破碎范围,并结合台阶爆破现场试验对比不同起爆方式下的爆破块度分布规律。结果表明,孔内双点起爆时两束相向传播的爆轰波在炮孔中部发生正碰撞,碰撞点附近的压力大于两冲击波的强度之和,局部破岩能力显著增强。双点起爆条件下炮孔附近岩体的张拉破坏区和压剪破坏区体积均大于常规的孔底、孔口、中间起爆,当改变孔内双点起爆的起爆点位置时,压剪破坏区域体积变化不大,而张拉破坏区域体积有明显的改变。可以通过合理设计起爆点的位置和数量,利用爆轰波、冲击波的碰撞来调整炸药爆炸能量的空间分布,从而显著提高局部爆破破岩能力,以满足不同的工程要求。     

东方琉璃宝塔人工挖孔桩爆破施工技术

结合东方琉璃宝塔人工挖孔桩的实际工况,阐述了爆破开挖中风化闪长岩的方法。实施过程中,炮孔布置形式选用中心大孔的圆筒式掏槽孔及周边孔,采用不同装药结构后延时顺序起爆,炮孔利用率达到80%以上。同时总结了正反向起爆方式的爆破效果,控制爆破地震影响的措施,以及飞石防护装置配重的设置原则。     

隧道聚能水压爆破新技术研究

根据聚能水压光面爆破技术原理、聚能装置装药和装填技术的要点,并结合隧道掘进工程实践进行现场写实记录,提高了炸药能量利用率、施工进度及经济效益,通过对聚能水压光面爆破这一施工方法进行讨论,探讨了其在隧道施工当中的应用。     

聚能水压光面爆破技术在Ⅲ,Ⅳ级围岩下的应用与研究

在隧道爆破掘进过程中,对爆破技术有着严格的要求,不同围岩等级爆破方案存在着较大的差异,并且传统爆破一直存在着超欠挖、爆破效果差等问题,因此,亟需一种不同等级围岩下新型的爆破技术应用。以张吉怀铁路官田隧道项目施工为例,提出了聚能水压光面爆破技术,主要得到以下研究成果。(1)介绍了相关爆破材料机具,并对分析了爆破参数设计原理,列出了相应参数设计理论公式。(2)对现场施工Ⅲ、Ⅳ级围岩爆破参数进行了优化设计,列出了炮孔布置图,并对起爆网络进行了优化设计。(3)列出详细的爆破参数,并计算出Ⅲ、Ⅳ级围岩单耗量,验证了该技术的合理性与有效性。     

不同围压下的椭圆双极线性聚能管聚能爆破数值模拟

聚能爆破在爆破工程领域应用越来越广泛,而隧道开挖及矿山开采过程中常遇到岩体处于复杂地应力场的情况,给爆破作业带来干扰。针对这一特点,基于ANSYS/LS-DYNA软件,建立椭圆双极性聚能装药结构数值模型,通过施加水平向和竖直向的围压模拟岩体所处的复杂应力场,首先分析无围压加载下聚能爆破的裂纹扩展规律,然后计算单向围压、等值双向围压、不等值双向围压对聚能爆破裂纹扩展以及对爆破应力波传播的影响。结果表明：椭圆双极性聚能装药结构将爆破后的能量主要集中于聚能方向,在聚能方向产生主裂纹,抑制其他方向裂纹的扩展;不同围压会对聚能方向的主裂纹产生较明显的抑制作用,对粉碎区和其他方向的微小裂纹影响较小;围压几乎不会对爆破应力波的传播产生影响。     

隧洞全断面开挖中不同爆破孔作用边界及其诱发振动特性的比较分析

为探明隧洞钻爆开挖中不同炮孔诱发振动特性的差异及其原因,以隧洞全断面钻爆开挖为例,结合岩石爆破内部及外部作用,对不同炮孔爆破作用边界进行分析;通过现场单孔及生产爆破试验,综合比较掏槽孔、崩落孔及光爆孔3种典型炮孔诱发振动峰值及频谱特征;并借助数值模拟分析不同炮孔内外边界条件及其动力响应特性的差异;最后,从爆炸能量分配及塑性区发展的角度,总结归纳不同炮孔诱发振动差异的内在原因。结果表明：掏槽孔多在单个自由面条件下起爆,炮孔所受夹制作用较强,爆破外部作用减弱,转化为爆破振动能的比例增加,爆破诱发振动峰值(PPV)相对较大;掏槽孔间排距及不耦合系数较小,相比于崩落孔及光爆孔,内部作用较强,形成的塑性区面积增加,振动主频(DF)相对较低;光爆孔与崩落孔均在2个自由面条件下起爆,光爆孔不耦合系数较大,但其炮孔间距小,爆破内部作用及外部作用与崩落孔大体相当,PPV及DF分布也基本一致;实际工程中,可通过改变内外边界条件来调节爆破内部作用及外部作用,进而达到振动安全控制的目的。     

基于聚能水压爆破炸药选用研究

根据聚能水压爆破的技术特点,聚能管炸药的选用对聚能爆破效果有着重要影响,结合官田隧道工程,通过理论分析、现场试验并结合工程需要对聚能管炸药的选用进行研究,对聚能水压爆破炸药的特性及最优化选择进行研究,得到适合聚能水压爆破的最优炸药配比。     

聚能水压爆破在水平薄层围岩隧道中的应用

罗家山隧道洞身围岩主要为薄层状水平围岩,爆破扰动大时易掉块,采用传统爆破方法无法满足要求。通过现场爆破参数设计和不断试验,总结出聚能水压爆破在薄层水平岩层中的参数设置,根据围岩情况动态调整聚能管内装药线密度及采取间隔装药措施,减少了对周边围岩的破坏作用。爆破后高压气体沿聚能槽方向切割岩面,使隧道轮廓较圆顺。聚能定向作用能加大周边眼间距设置,减少了光爆炮眼数量,缩短钻孔、装药时间,提高光爆质量及工作效率,取得了较好的经济效益。     

起爆时差对孔间裂纹扩展影响的动焦散实验研究

为了研究起爆时差对孔间裂纹扩展的影响,采用动态焦散线实验的方法,研究含缺陷介质相邻切槽炮孔被采用同时起爆和微差起爆时孔间爆生裂纹的扩展和贯通机制。研究结果表明:(1)在定向断裂控制爆破过程中,其他参数相同时,同时起爆的爆生裂纹成壁质量比微差起爆的质量好。因此,在岩体的定向开挖工程中,可采用同时起爆的方法来提高定向断裂控制爆破的效果。(2)爆炸应力波中的P波前缘压缩波与爆生运动裂纹相互作用降低了爆生运动裂纹的扩展速度和爆生裂纹尖端应力强度因子的值。实验研究结果对于定向断裂控制爆破工程实践具有一定的借鉴意义和参考价值。     

爆破开挖技术在挖孔桩中的应用

为了提高人工挖孔桩入岩的爆破单循环进尺,在实际工程中进行了不同布孔方式和起爆方式的现场试验,得出中心掏槽布孔,周边孔对称起爆的爆破方法最佳;同时对炮孔深度也进行了探讨,得出炮孔深度最好为桩径的1倍左右。     

人工挖孔桩爆破开挖技术探讨

为了提高人工挖孔桩入岩的爆破单循环进尺,在实际工程中进行了不同布孔方式和起爆方式的现场试验,得出中心掏槽布孔,周边孔对称起爆的爆破方法最佳;同时对炮孔深度也进行了探讨,得出炮孔深度最好为桩径的一倍左右。     

隧道无槽爆破法研究

传统的隧道有槽爆破 ,所需的炮孔多 ,炸药单耗量大 ,炮孔利用率低 ,爆网复杂 ,爆震强烈。针对这种情况 ,提出了一种隧道无槽爆破法。该法通过孔内分段起爆破和提高炮孔堵塞质量 ,在取消掏槽的基础上 ,使崩落炮孔的间距达到 2m左右 ,炮孔的利用率达到甚至超过 10 0 % ,崩落炮孔的分段数降至 6段以下 ,从而使炮孔数减少、炸药单耗和爆震明显降低     

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。     

溪洛渡电站地下厂房爆破损伤范围及判据研究

通过现场爆破振动测试和数值模拟方法研究地下厂房爆破损伤范围及判据;在应用FLAC3D数值模拟软件中,损伤变量D被引入弹塑性本构模型,同时将简化的三角形荷载作为爆破冲击荷载施加在炮孔孔壁上,并根据岩石中有效应力确定爆破损伤范围。调整同时起爆炮孔数目,改变单段起爆药量,研究爆破损伤范围与单段药量的关系,结果表明:损伤深度和损伤水平半径均随单段药量的增加而增大,损伤范围随着炮孔深度增加而减小,爆破损伤最大水平半径出现在炮孔顶部面上。根据爆破近区质点速度衰减规律,并通过数据拟合得到对应于不同单段起爆药量的最大损伤水平半径和相应部位爆破质点临界损伤振动速度的关系,临界损伤振动速度可作为爆破损伤安全判据。研究成果有效地应用到实践中,对类似开挖爆破工程具有一定指导意义。     

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。