聚能爆破在隧道开挖成型控制中的仿真试验研究

为了提高水平岩层隧道光面爆破效果,减少隧道爆破开挖超欠挖量,提高施工速度和减少工程投资,以段家坪隧道为例,采用数值模拟和现场试验对聚能爆破在隧道开挖成型控制中的作用进行研究。数值模拟结果表明,聚能结构一侧上的围岩节点振动速度和单元应力均大于非聚能结构一侧。现场聚能爆破试验表明,周边眼聚能装药结构能够更好地控制水平砂泥岩地层隧道爆破成型,大部分超挖量控制在15 cm以内,最大超挖量减少了78.9%。     

多向聚能爆破爆破漏斗实验研究

多向聚能爆破是一种新型爆破技术。为研究多向聚能爆破在爆破漏斗上能量分配特点,在阐明多向聚能爆破基本原理和影响因素基础上,设计了多向聚能爆破药包,进行常规爆破与多向聚能爆破的爆破漏斗体积对比实验。结果表明,多向聚能爆破能够增加爆破漏斗体积并提高了爆炸能量在岩石破裂破碎方面的分配比例,提高了炸药利用率。     

聚能管爆破参数对周边爆破效果的影响

在巷道施工过程中，周边爆破是非常重要的环节，使用聚能管爆破来提升周边爆破的效果是一种常见的方式。但是聚能管爆破的诸多参数设置不合理，仍然会使得周边爆破的定向破坏效果不明显，轮廓线受破坏较大，炮孔留存度低和超欠挖的现象。为了进一步提高爆破损伤的方向性，改善爆破质量，需要对聚能爆破的参数进行优化，达到更好的施工效果。使用ANSYS/LSDYNA进行数值模拟实验，从炸药-聚能管耦合性与不同的应力波相遇位置这两个方面进行研究，寻找相对应的合理爆破参数。对数值模拟结果进行分析，当炸药与聚能管之间的不耦合系数为1.12时可以在保护围岩岩体与定向破坏之间取得平衡。改变相邻两组炸药的起爆位置，使得同一水平面上的爆炸引力波相遇位置偏移至两炮孔之间3/4的位置时，轮廓线的完整程度得到了较大程度的提高。通过这一系列结果可以得出在聚能管与药卷之间采用不耦合结构，根据聚能管大小采用合适的药卷，并通过改变炸药的起爆位置使得炮孔之间的应力波相遇的位置发生改变，可以较大幅度地降低对留存岩体的损害。对这两个研究较少的参数进行优化，从更广的角度对爆破效果进行提高，使隧道巷道工程获得更好的轮廓线效果与炮孔完整度，降低超欠挖...     

多向聚能爆破爆破漏斗实验研究

多向聚能爆破是一种新型爆破技术。为研究多向聚能爆破在爆破漏斗上能量分配特点,在阐明多向聚能爆破基本原理和影响因素基础上,设计了多向聚能爆破药包,进行常规爆破与多向聚能爆破的爆破漏斗体积对比实验。结果表明,多向聚能爆破能够增加爆破漏斗体积并提高了爆炸能量在岩石破裂破碎方面的分配比例,提高了炸药利用率。     

桁架结构厂房房顶聚能切割爆破拆除

根据钢筋混凝土桁架结构厂房房顶的结构特点,在保证行车轨道等设施不被破坏的条件下,利用聚能切割技术对其关键部位实施切割爆破。施工中采用了双侧对称爆破切割方案,使房顶结构失稳并一次性塌落。本文介绍了线型聚能切割器参数设计、零炸高试验、起爆网路及安全防护措施,讨论了聚能切割爆破的设计和实施中应注意的问题。同时,简述了利用聚能切割技术拆除大型桁架式构筑物的效果和体会。     

断裂爆破在汾西矿业集团的试验和应用

定向断裂爆破是利用聚能药卷改变巷道周边眼的装药结构,利用聚能作用控制裂隙的方向和数量,因而能获得较好的爆破效果。本文主要介绍了定向断裂爆破的机理以及在汾西矿业集团所进行的爆破试验的方案、爆破参数和试验结果。同时对使用聚能药卷前后的爆破效果进行了对比,结果表明,定向断裂爆破可明显提高巷道的成型质量,降低材料消耗。     

断裂爆破在汾西矿业集团的试验和应用

定向断裂爆破是利用聚能药卷改变巷道周边眼的装药结构,利用聚能作用控制裂隙的方向和数量,因而能获得较好的爆破效果。本文主要介绍了定向断裂爆破的机理以及在汾西矿业集团所进行的爆破试验的方案、爆破参数和试验结果。同时对使用聚能药卷前后的爆破效果进行了对比,结果表明,定向断裂爆破可明显提高巷道的成型质量,降低材料消耗。     

冻土爆破穿孔数值模拟与试验验证

为提高冻土爆破效率,采用新型聚能爆破穿孔技术,利用专业爆破软件对冻土进行爆破穿孔数值模拟,结合冻土聚能穿孔和爆破试验验证,研究解决冻土穿孔和抛土爆破的关键技术难题。验证结果表明:数值模拟能取得聚能爆破的近似结果,使用球缺形及新型材料制作的聚能穿孔器有利于对冻土的侵彻,形成的直筒形爆破孔能够满足装药爆破、特别是串联随进型装药爆破的要求,而且可通过变换炸高适当调整穿孔深度,在接近于冻土和非冻土界面处装药爆破可取得更有利的爆坑形状。     

专利介绍（一）——专利名称：一种中深孔爆破聚能平底弹及使用方法

一种中深孔爆破聚能平底弹及使用方法属于爆破器材技术领域，提供了一种用于减少中深孔爆破钻孔超深的，安装在孔底的抗水型周向聚能装药。其特征是在柱型装药的周向设置4—8个带罩或不带罩聚能槽或聚能穴，并密封其聚能槽或聚能穴；该装药在使用时，安装在孔底，爆炸后产生横向射流，穿入岩石中，使岩石产生裂隙，辅助孔内主装炸药的爆生气体对孔底进行水平破坏，产生平底作用，减少钻孔超深，并可同时起到起爆弹的作用。     

钢筋混凝土立柱爆破破坏过程及个别飞散物试验研究

爆破拆除实践中存在保守设计、过度防护的现象,其根源是不能确定炸药能量"供"与"求"的平衡点。为研究多药包共同作用下钢筋混凝土立柱爆破破坏及个别飞散物运动过程,在野外爆破试验场开展了多组立柱爆破试验。高速摄影观测及破碎碎块分析结果表明:高段位孔内雷管的名义延期时间的误差影响立柱的爆破破坏过程;爆破个别飞散物在100 ms的观测时间内的运动速度与时间呈线性关系,抛掷速度为10～20 m/s,抛掷方向以水平方向为主。在工程实践中,建议将爆破对象外围构件作为防护重点,以柔性防护为主、刚性防护为辅,提高项目经济效益与施工效率。     

微风化花岗岩多向聚能爆破破岩试验研究

为解决常规装药爆破能量利用率低的问题,设计了一种可以改变能量分配的新型多向聚能管药柱。以某高速公路岩质边坡为对象,通过3组现场爆破试验,获得了多向聚能爆破和常规爆破下微风化花岗岩的裂纹分布、残孔特征以及炸药单耗等参数,对比分析了两种爆破工艺的爆破效果及破岩规律。结果表明:新型多向聚能爆破药柱能在指定方向上产生定向裂纹,增大岩石致裂范围,提高炸药能量在岩石破裂上的分配比例。相比常规爆破,多向聚能爆破炮孔利用率提高了18%,炸药单耗降低了32.5%,岩渣平均块度增大了28%,粉碎区的范围缩小了25.1%,宏观致裂范围扩大了33.3%,证明了多向聚能爆破在破岩效率上要优于常规爆破。     

微风化花岗岩多向聚能爆破破岩试验研究

为解决常规装药爆破能量利用率低的问题,设计了一种可以改变能量分配的新型多向聚能管药柱。以某高速公路岩质边坡为对象,通过3组现场爆破试验,获得了多向聚能爆破和常规爆破下微风化花岗岩的裂纹分布、残孔特征以及炸药单耗等参数,对比分析了两种爆破工艺的爆破效果及破岩规律。结果表明:新型多向聚能爆破药柱能在指定方向上产生定向裂纹,增大岩石致裂范围,提高炸药能量在岩石破裂上的分配比例。相比常规爆破,多向聚能爆破炮孔利用率提高了18%,炸药单耗降低了32.5%,岩渣平均块度增大了28%,粉碎区的范围缩小了25.1%,宏观致裂范围扩大了33.3%,证明了多向聚能爆破在破岩效率上要优于常规爆破。     

壳体环向聚能致裂器的作用原理与应用研究

针对岩巷掘进等工程爆破中掏槽爆破效率低的问题,采用"先切后掏"的爆破技术,设计了一种壳体环向聚能致裂器。其结构特点是:直接利用弹壳材料作为聚能材料,在圆管形弹壳上设置多个聚能环,既减少装药量又能提高炸药能量利用率。装药起爆后,在轴向同时形成多排环向聚能射流,对周围岩石介质进行致裂,裂缝在爆生气体的径向准静态载荷作用下进一步扩展,形成交错的裂纹网。通过掏槽爆破模型试验对该致裂器的作用原理进行了验证,结果表明:掏槽爆破的炮孔利用率达到98%,能有效提高爆破效率和循环进尺,降低爆破成本。     

采场采用聚能管爆破控顶应用研究

针对凡口矿典型难采矿体存在装药结构复杂、操作困难、作业时间长、爆后顶板破碎、松石多、易给生产带来严重的安全隐患等问题,首次采用聚能管对采场顶板进行控制爆破,利用聚能管的定向聚能作用,减少顶板的损伤破坏。试验表明,聚能管能够有效控制顶板的爆破效果,减少松石量、钻孔数量及装药量,炸药的利用效率可提高至少30%,超欠挖小于50mm,炮孔痕率大于89%,炮孔数减少20%。同时,该技术也是首次应用于采场控顶爆破,丰富了爆破理论。     

采场采用聚能管爆破控顶应用研究

针对凡口矿典型难采矿体存在装药结构复杂、操作困难、作业时间长、爆后顶板破碎、松石多、易给生产带来严重的安全隐患等问题,首次采用聚能管对采场顶板进行控制爆破,利用聚能管的定向聚能作用,减少顶板的损伤破坏。试验表明,聚能管能够有效控制顶板的爆破效果,减少松石量、钻孔数量及装药量,炸药的利用效率可提高至少30%,超欠挖小于50mm,炮孔痕率大于89%,炮孔数减少20%。同时,该技术也是首次应用于采场控顶爆破,丰富了爆破理论。     

干燥塔定向爆破

介绍了倒塌方向受限情况下钢筋砼干燥塔定向爆破方案及施工方法.通过对底部立柱受力情况的分析计算,准确确定了干燥塔的倒塌方向和立柱的破坏高度,确保了定向爆破的成功.     

全钢结构体育馆聚能切割爆破拆除技术

详细介绍了聚能切割爆破拆除技术在沈阳市绿岛全钢结构体育馆中的应用情况。通过精心设计,钢结构立柱和顶层采取倾斜切割缝形成爆破切口,爆破部位采用沙袋作为防护材料对裸露装药进行防护,应用数码电子雷管进行起爆延时控制,并通过现场试验和数值模拟技术对切割器的切割能力、预处理后的结构稳定性及爆破切口的合理性进行模拟分析和方案优化,最终成功实施了爆破拆除,取得十分理想的效果,可为类似工程提供借鉴。     

全钢结构体育馆聚能切割爆破拆除技术

详细介绍了聚能切割爆破拆除技术在沈阳市绿岛全钢结构体育馆中的应用情况。通过精心设计,钢结构立柱和顶层采取倾斜切割缝形成爆破切口,爆破部位采用沙袋作为防护材料对裸露装药进行防护,应用数码电子雷管进行起爆延时控制,并通过现场试验和数值模拟技术对切割器的切割能力、预处理后的结构稳定性及爆破切口的合理性进行模拟分析和方案优化,最终成功实施了爆破拆除,取得十分理想的效果,可为类似工程提供借鉴。     

专利介绍（三）：提高条形炸药爆破能量利用率的爆破方法

本发明属于爆破器材技术领域，提供了一种用于减少中深孔爆破钻孔超深的，安装在孔底的抗水型周向聚能装药。其特征是在柱型装药的周向设置4—8个带罩或不带罩聚能槽或聚能穴，并密封其聚能槽或聚能穴；该装药在使用时，安装在孔底，爆炸后产生横向射流，穿入岩石中，使岩石产生裂隙，辅助孔内主装炸药的爆生气体对孔底进行水平破坏，产生平底作用，减少钻孔超深，并可同时起到起爆弹的作用。     

聚能预裂爆破技术

本文通过分析及试验提出聚能爆破技术是目前预裂爆破技术改进完善的可行道路 ,有助于“精雕细刻”开挖爆破技术的实现。聚能爆破开裂的理论依据是断裂力学 ,因此聚能预裂爆破建立在现代力学的基础之上 ,可以摆脱纯经验设计方法。