北河地下矿山大块控制劈裂爆破技术研究

北洺河地下铁矿巷道内遗留大块难以高效处理,利用面对称金属聚能罩实现对大块的快速劈裂,在铁矿巷道内对大块进行了6组爆破试验,对比0、1倍炸高,2倍炸高时的块度分布、平均块度和爆破形态,研究了聚能装药参数中炸高、炸药单耗对大块破碎效果的影响.结果表明:无炸高时,碎块主要分布在大尺寸60～80 cm区间内;随着炸高的增加,碎...     

岩石动态特性对爆破振动能量分布的影响

为了从爆破振动能量分布角度研究破碎能量利用问题,结合露天铁矿岩石动态特性,使用EEMD方法分析爆区磁铁矿、绿泥岩与混合岩的动态特性对振动能量分布的影响规律。结果表明：动抗拉强度与弹性模量最低的混合岩,爆破振动能量的分布最为均匀,振动能量在50 Hz以下的频带出现了分散的多个峰值,90％以上的振动能量集中在20~80 Hz;随着岩石动抗拉强度与弹性模量的减小,爆破振动能量在整体上的分布向高频发展,总能量与瞬时能量峰值均明显降低,用于岩石破碎的爆炸能量比例提升,且爆破远区振动能量分布频带增宽,有利于岩体完整性保护。     

弹体正冲击芳纶纤维层合板模拟研究

采用Abaqus/Explicit软件建立了弹体正冲击芳纶纤维层合板的有限元模型,并与已有文献结果进行对比以验证模型的可靠性,进而对三种不同形状弹体正冲击芳纶纤维层合板的临界速度、层合板的抗弹性能和破坏特征进行了分析。结果表明:锥形弹的临界速度最小,柱形弹的临界速度最大,而球形弹的临界速度介于二者之间;在相同的初速下,锥形弹体的杀伤力最大,球形弹体次之,而柱形弹体的杀伤力最小;层合板的破坏机制与弹头形状和冲击速度都有关系。该研究可为芳纶纤维层合板以及子弹弹头的设计和优化提供参考。     

动荷载下上层采空区跨度对双层采空区稳定性影响分析

为研究台阶爆破作用下上层采空区跨度对双层采空区稳定性的影响规律, 以齐大山铁矿出现的双层采空区为研究背景, 采用LS-DYNA软件建立了双层采空区简化模型, 利用突变理论和强度折减法分析了双层采空区的稳定性。结果表明, 在台阶爆破作用下, 爆炸应力波叠加在双层采空区隔板中部; 上层采空区跨度由20 m增至30 m的过程中, 双层采空区隔板由中部向两侧的节点峰值振速呈现减小的趋势, 中部节点峰值振速最高, 受扰动程度最大, 最易发生破坏; 上层采空区跨度由20 m增大至30 m, 剪切安全系数由1.82增大到2.02, 拉裂安全系数由3.52增大到3.966, 双层采空区隔板的稳定性与上层采空区跨度呈正相关关系。     

基于SSA-BP神经网络爆破参数优选试验研究

为实现矿山快速准确地选取爆破参数,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)来优化BP神经网络的数学模型,以抗拉强度、弹性模量、内摩擦角等6项影响矿岩可爆性因素为输入因子,以炮孔间距和炸药单耗为输出因子,基于训练样本建立参数优选模型。以辽阳宏盛镁矿为例,通过优选得到了该矿的爆破参数孔底距为1.5 m,排距为1.2377 m,炸药单耗为0.1603 kg/t。实践证明,此模型有效改善了传统BP神经网络收敛速度慢、精度相对较低等缺陷,相比经验公式得到的炸药单耗降低了27.2%,大块率控制在5%以内,优选的爆破参数能够取得良好的爆破效果。     

线性聚能射流作用下岩石裂纹扩展数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立楔形药型罩厚度为0.2cm,锥角分别为45°、60°、90°,炸高为4cm的三种线性聚能药包劈裂岩石的数值模型,对比分析三种不同锥角聚能药包劈裂岩石的裂纹扩展情况。结果表明:当药型罩锥角为45°时,岩石形成较为完整的断裂裂纹,且对劈裂过程进行力学分析得到岩石裂纹扩展方向是由射流作用在岩石内部的拉应力集中程度决定的,可为聚能射流在抢险工作中以及不打孔定向破碎岩石的应用提供参考。     

复合材料层合板的抗弹性能模拟分析

采用有限元软件ABAQUS模拟圆锥头弹体正冲击纤维增强复合材料层合板,分析了不同层数层合板在不同冲击速度下,子弹初始速度和剩余速度的关系以及层合板的等效应力云图和破坏特征云图.结果表明:在保持单层板厚度不变时,增大层合板层数可显著增强层合板的抗弹性能;子弹的剩余速度与初始速度关系曲线变化特征为先突变后平缓变化再呈线性关系;层合板的等效应力的最大值由接触点扩展到四周固定边界,最后到击穿区域周围局部单元;复合材料层合板在高速冲击下直接发生剪切破坏,而在低速冲击下先达到一定挠度然后发生破坏,为纤维拉伸破坏.     

高程影响下爆破振动速度衰减模型优选研究

准确预测爆破振动速度是控制爆破危害的重要内容。为了优选高程影响的质点峰值振速预测模型,基于量纲分析理论,综合考虑了测点与爆源之间的位置信息,重构了峰值振速预测公式。以鞍千矿业露天台阶爆破作业为背景,进行爆破振动监测试验,通过线性与非线性回归拟合法分析不同峰值振速预测模型的适用性。结果表明,考虑高程影响的预测经验公式预测精度均大于萨道夫斯基公式;结合测点与爆区之间的直线距离、水平距离和高程差的预测经验公式的预测精度高于其他预测经验公式;推导的预测模型可以较为准确的预测峰值振速,预测精度为91.60%;非线性回归得出考虑高程影响的预测模型可以更好的表征爆破振动在边坡岩体中的传播规律;优选了适用性较好的峰值振速预测模型,预测精度为91.87%。