小直径炮孔点聚能爆破技术

本文介绍了适用于小直径炮孔爆破的岩石聚能切割爆破技术。其聚能药包能产生两股方向相反的锥形金属射流，在炮孔壁上形成两个相对的“占状”穿孔。每个炮孔装有若干个聚能药包，起爆后在孔壁上形成一排聚能穿孔，从而使岩石在此方向上产生裂缝并扩展、断裂。文中根据脆性断裂力学理论建立了装药参数设计公式，并以实例说明此聚能爆破技术方便易行，可用于预裂爆破，光面爆破和石料开采。     

切缝药包掏槽爆破研究与应用

切缝药包对爆炸能量具有极强的导向作用,将切缝药包引入到掏槽爆破,提出“先切后掏”的爆破思想。先采用切缝药包爆破将中心部分岩体与围岩分割开,克服爆炸初期自由面单一,围岩的夹制作用大等不利因素。在后续炮孔的爆炸作用下,将槽腔范围内岩体破碎,并抛掷出槽腔。进行了矩形切缝药包掏槽数值研究,结果表明：沿切缝方向能量得到了优先释放,沿切缝两炮孔中间的有效应力达到200 MPa以上,炮孔间裂纹形成贯穿。单独掏槽爆破炮孔利用率达到97.8%,全断面一次爆破平均炮眼利用率为96.9%,验证了切缝药包掏槽爆破的可行性。     

薄矿脉开采中平行密集深孔崩矿的研究

采用多排水平深孔崩矿时,按其顺序起爆时的每个药包的爆破能量是在岩体中沿各个方向均匀分布的。为保证形成一定尺寸的回采空间,一般紧靠其设计边界布置炮孔。这些炮孔中的药包爆破时,不可避免地     

沿空留巷双向聚能爆破炮孔间距参数研究北大核心

为解决沿空留巷中选取合理炮孔间距难题,基于双向聚能爆破成缝机理,建立联孔聚能爆破力学模型,引入聚能管影响参数,分析爆破后岩石裂缝扩展长度,推导炮孔间距计算公式;并以邱集煤矿为工程背景,计算得合理炮孔间距为1.0 m;采用LS-DYNA软件对间距为0.8、1.0、1.2 m的双孔聚能爆破裂缝扩展过程进行模拟。结果表明:在距炮孔中心0.2 m处聚能方向岩石所受应力峰值是非聚能方向的2.6倍,炮孔连心线方向裂缝更易扩展;当炮孔间距为1.0 m时,两孔间裂缝完全贯通且炮孔连线中心无竖向裂缝产生。经邱集煤矿现场试验证明,采用间距为1.0 m的炮孔爆破切顶后,孔内形成连续裂缝,炮孔间裂缝贯通形成切缝面,与理论计算和数值模拟结果相符。     

组合装药在露天矿的应用

在露天采矿工程中,组合装药是炮孔装药最合理的结构形式。组合装药时,沿药孔的高度上药量是不同的,炮孔下部药量最多,上部最少;也就是说,药包能量必须同最小抵抗线值相适应,在台阶下部最小抵抗线值最大,而在上部则最小。     

含水炮孔中非抗水炸药的应用

现在,克里沃里格矿区爆破企业所服务的露天矿,为降低含水爆区的爆破费用,采用了组合炮孔药包和在疏于炮孔中装填非抗水炸药的爆破工艺。组合炮孔药包是在炮孔下部装填抗水炸药和上部装填非抗水炸药。抗水炸药的药柱     

炸药类型、装药结构和起爆方式对地震的影响

为了评价炸药类型、炮孔装药结构和起爆方式在试验场条件下对地震强度和频率成分的影响,进行了单个炮孔药包的试验爆破。在进行试验爆破的同时测量地震速度。下图介绍了试验炮孔药包结构。     

垂直漏斗后退式采矿法述评

垂直漏斗后退式采矿法(VCR 法)的一个基本特征,是使用与凿岩爆破作业常用的柱状药包不同的球状药包。而球形药包就是长度与直径之比小于6:1的药包。球状药包在垂直炮孔或倾斜炮孔中的装     

相邻炮孔爆生裂纹相互作用试验研究

为了研究爆炸载荷作用下的相邻炮孔间爆生裂纹相互作用机理,采用新型数字激光动态焦散线试验系统,通过改变炮孔间距,调整药包装药结构,研究了不同间距、不同装药结构下爆生裂纹相向扩展作用机理。结果表明:2炮孔均为普通药包时爆生裂纹随机分布,切缝药包与普通药包相互作用时前期爆生裂纹独立扩展,后期相互吸引互为自由面。2炮孔均为切缝药包相互作用时,炮孔间距较小情况下爆生裂纹在炮孔中心轴线方向贯穿呈“直线型”分布,间距较大时裂纹在炮孔中心轴线方向呈“牵手型”分布。随着炮孔间距增大,裂纹相遇时能量损耗较大,动态应力强度因子峰值和裂纹速度峰值较小,振幅较低,炮孔周围形成的粉碎区面积及次裂纹长度越小,分形维数也越小。     

国外专利简介

炮孔填塞塞这种炮孔填塞塞可在各种深度上填塞炮孔。塞的外侧为橡胶壳,壳内装有塑料套,套中则充填有起泡材料。塞长为0.46米。当塑料套断开时,形成大量的泡沫,迫使橡胶塞紧贴在各种直径的炮孔孔壁上。利用这种填塞塞也可保证炮孔很好地隔水。(加拿大专利1210688号,申请日期84.9.10,国际分类E21B43/128) 高威力炸药中继药包这种获专利权的中继药包,是供各种深度的炮孔爆破的导爆索网路使用的。这种中继药包外壳用铝、不锈钢、铜合金和青铜制成,直径6.1毫米,长34.9毫米,壁厚0.2毫米。     

深孔球状药包分层崩矿(VCR法)第一分层试爆成功

凡口铅锌矿-80米3～4间柱VCR法试验工作,按漏斗爆破试验确定的炮孔布置参数、球状药包埋设深度、炮孔装填结构及起爆网路施工,分两次于9月22日及10月25     

中间起爆柱状药包爆炸应力应变场演化规律

结合动态焦散线、超动态应变测试和数值分析方法,对中间起爆柱状药包爆炸材料中的应力应变场以及爆生裂纹尖端局部应力场的演化规律进行了研究。3种分析方法得到的结论具有一致性。由焦散线方法可得,中间位置起爆柱状药包中垂线方向、端部垂线方向、端部轴向和端部倾斜方向主应力差值依次减小,各方向近炮孔圆孔处主应力差最大值分别为50.9,29.9,15.3和13.3 MPa,端部效应明显。由于爆炸应力波迅速衰减,圆孔处主应力差值差异随距离炮孔距离的增加逐渐减小。利用小圆孔可有效的对裂纹影响大小和影响范围进行测量,当爆生裂纹扩展到圆孔附近时,受爆生裂纹尖端局部应力场的影响,圆孔处焦散斑呈增大趋势,随着裂纹的不断扩展,其圆孔处焦散斑方向随之不断变化。由超动态应变测试方法可得:炮孔柱部由于应力波的叠加,垂直炮孔方向应变持续时间为40 μs,主要表现为压应变,炮孔端部轴向应变持续时间为10 μs,首先表现为压应变,随后转为拉应变并持续了较长时间。数值模拟得到了炮孔周围4个方向应力衰减的拟合曲线,弥补了实验方法不能测得炮孔近区应力应变场演化规律的缺陷。中间起爆柱状药包显著改善了沿炮孔轴线爆炸应力场的均匀程度,有利于岩石的破碎,从而提高炮眼利用率,减少岩石大块率。     

爆炸作用下介质损伤破坏的分形研究

根据盒维数的计算原理,提出了爆炸载荷下爆生裂纹分形维数的计算方法,并建立了分形维数与爆破损伤度之间的对应关系。利用Matlab软件编写了基于数字图像的爆生裂纹盒维数算法。利用该算法对普通药包和切缝药包两种爆破方式下爆生裂纹的分形特征进行了分析,确定了炮孔周围不同区域的损伤度。结果表明,在普通药包爆破中,随着爆生裂纹的扩展,爆破引起介质的损伤逐渐降低,在炮孔相同距离处,介质的爆破损伤度基本一致。在切缝药包爆破中,爆破介质的损伤度有区域性和方向性特征,在爆生裂纹I区,沿切缝方向产生的爆破损伤较普通药包爆破时相应区域的损伤程度略有降低,且切缝方向的损伤度下降更为显著;对于爆生裂纹II区,沿切缝方向产生的爆破损伤高于普通药包爆破时相应区域的损伤度,而非切缝方向的爆破损伤有明显下降;对于爆生裂纹III区,沿切缝方向产生的爆破损伤明显增加,相应非切缝方向产生的爆破损伤显著降低。基于分形维数的爆破损伤度计算,可用于定量评价爆生裂纹的空间分布特征,为研究岩石爆破损伤的演化规律提供了一条新的途经。     

煤矿岩巷爆破掘进炮孔密度优化研究

岩巷掘进工作面的炮孔密度(全断面炮孔数与断面面积之比)很大程度上影响了凿岩工作量和爆破效果,为了实现岩巷的快速掘进,需要对岩巷爆破的掏槽结构和其他爆破参数进行优化,在保证爆破循环进尺和巷道周边成型质量的基础上减少全断面炮孔数目,降低炮孔密度。根据在岩巷爆破掘进现场收集的资料,建立岩巷掘进爆破参数数据库,其中包含施工时间、矿区位置、掏槽方式、岩石普氏系数、掘进断面面积、全断面炮孔数目、炮孔深度、炸药单耗和炮孔利用率9个特征参数。通过对关键参数下的炮孔数目与断面面积进行线性拟合,得出关键参数在不同区间的炮孔密度变化规律,研究表明:大部分工程的炮孔密度约为5个/m²;炮孔密度与各参数具有一定相关性。其中,中深孔爆破的炮孔密度拟合值大于浅孔爆破;炸药单耗增大时,炮孔密度明显降低;炮孔利用率增大时,炮孔密度出现增大趋势;硬岩巷道的炮孔密度显著大于软岩;斜孔掏槽形式下的炮孔密度大于直孔掏槽的炮孔密度。炮孔密度较大是由于受到岩石破碎机理影响与爆破技术的限制,从而提出改进爆破技术,即采用二阶二段掏槽技术和周边孔切缝药包定向断裂控制技术。通过现场试验,发现同时采用二阶二段掏槽和周边孔切缝药包定向断裂控制技术既能够大幅降低炮孔密度,由5个/m²降到4个/m²,还可以保证爆破效果。研究对提高我国煤矿岩巷的快速掘进水平具有参考价值。     

某石灰石矿边坡预裂爆破技术研究

针对某石灰石矿当前边坡维护施工过程中预裂孔爆破贯通不良、成缝效果较差、边坡预裂面不平整等问题,采用理论研究、数值模拟计算分析的方法,选用切缝药包和炮孔径向掏槽的定向爆破方案,并与原预裂爆破方案进行对比分析,结果表明:定向预裂爆破的聚能效应能够大大增强药包的破岩能力,可适当加大炮孔间距,减少穿孔量,降低施工成本;切缝药包预裂爆破可大大促进边坡预裂缝的贯通,预裂边坡成型效果显著,且施工工艺简单,提高了经济效益。切缝药包定向预裂爆破技术具有很好的现场指导作用。     

孔内空气冲击爆破法

美国克林顿波因特采石场利用封堵于孔内的回弹空气冲击波的新爆破技术进行预裂抛石爆破很见成效。这种爆破技术的实质是在孔底和孔口或者在孔中部各装一个药包,孔口用碎石填塞,药包间形成空气间隔,药包起爆后冲击波沿封堵在孔中的空气柱上下传播和径向扩散。冲击波在炮孔两端反射,在空气间隔内相遇和相互碰撞,而相互得到增强。于是冲击波又在孔的两端反射,这一过程一直重复到直到能量减到最小,从而扩     

露天矿含水条件下炮孔药包拒爆的原因及其预防

大爆破的可靠性问题,很遗憾,至今还未解决,因为单个炮孔药包拒爆的数量仍然很大,仅就克里沃罗格矿区各露天矿而言每年的拒爆药包就有300～360个。克里沃罗格矿区几乎所有露天矿都发生粒状梯恩梯炸药不完全爆轰的情况,即使在孔口和孔底用威力较高的起爆药包起爆时也是这样。在欠破碎的台阶下部超钻部分炮孔内发现未起爆炸药(主要是粒状梯恩梯炸药)和含水钻粉,可证实药包拒爆。克里沃罗格爆     

露天台阶爆破分段装药结构参数的探讨

常规的露天台阶爆破可视为两个自由面条件下的爆破。本文根据此条件下分段药包的上向漏斗作用原理,对炮孔分段装药结构参数的确定进行了定量分析和计算。     

巷道掘进中漏斗形掏槽的凿岩爆破参数

长药包爆破时一般都形成抛掷漏斗(见附图)。漏斗的深度和体积严重影响到相邻掏槽药包和整个炮孔组的爆破效果,因为漏斗是附加的暴露面。用中心漏斗炮孔掏槽朝一个暴露面爆破单一药包的掏槽作用机理,是建立在形成抛掷漏斗效果的基础上的。在这种情况下用低威力药包组组成的当量药包可以取代一个大直径的高威力药包,并保持爆破指标。因此,漏斗掏槽的实质是集中炸药能到一个炮孔内以便得到最大破碎量。     

定向断裂控制爆破理论分析及现场应用

基于断裂动力学理论,文章论述了切缝药包定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的机理。按照切缝药包定向断裂控制爆破参数计算公式确定的炮孔间距和装药量,经现场实际应用证明是有效的和合理的。