水封爆破装药结构优化数值分析及其应用

以温泉隧道为研究背景,从应力、振速变化、动态损伤以及爆后粉尘的角度对药柱上部水间隔、两端水间隔和下部水间隔三种装药结构进行模拟分析,选取最优结构用于工程施工。研究结果表明:(1)药柱底部水间隔装药结构易造成孔口围岩破碎导致爆炸气体流出,降低爆破效果;药柱上部和两端水间隔装药结构爆炸应力持续时间较长,有利于围岩破碎,其中药柱两端水间隔装药结构底部存在水介质,对孔底围岩起到保护作用;(2)采用两端水间隔装药结构能够同时降低炮孔两端围岩振速和所受应力,减少炸药能量流失,使其充分作用于围岩进行破碎,降低炸药单耗;(3)药柱上部水间隔装药结构对孔口围岩损伤最小,导致爆破后岩石块度较大;药柱底部水间隔装药结构形成的整个损伤区域最小,采用这种装药结构炸药单耗偏高;药柱两端水间隔装药结构形成的损伤区域规整,爆破后岩石块度最小;(4)三种装药结构中,下部水间隔结构爆后粉尘浓度最高,两端水间隔装药结构爆破后粉尘浓度稍高于上部水间隔装药结构,但是相差不大,而两端水间隔装药结构的爆破效果要优于上部水间隔装药。综上所述,药柱两端水间隔装药结构最优,可用于工程施工。综上所述,药柱两端水间隔装药结构最优,可用于工程施工。     

频分多址盲炮检测技术与系统在深孔爆破中的应用研究

针对深孔爆破中盲炮难以检测和识别的问题,开发了基于电磁波传播理论的深孔爆破盲炮频分多址检测技术与系统,并对检测系统的性能进行了试验研究。结果表明：在岩土体中传播的电磁信号发射频率越低其穿透能力越强,传播距离越远;在同等收发水平距离条件下,电磁信号幅值随着盲炮埋深的增加而减小,同时随着地下信号发生器发射频率的增大而减小;而且随着频率的增大,衰减趋势更明显。该盲炮检测系统良好的频响范围是2 012~5 025 Hz,对埋深≤40 m和收发水平距离≤30 m的深孔爆破盲炮,具有良好的检测识别能力。频分多址盲炮检测技术与系统可满足深孔爆破盲炮检测的要求。     

隧道掘进周边孔间隔装药结构选取及优化

在隧道掘进施工过程中采用水间隔装药爆破时,炮孔中同时存在空气和水两种间隔介质,其形成的爆炸应力相比单一空气间隔要复杂.为了选取合适的装药结构并确定合理的爆破参数指导现场施工,以温泉隧道为工程背景采用数值模拟的方法对周边孔水间隔和空气间隔装药爆炸应力进行模拟分析,然后选取合适的装药结构进行参数优化,最后通过现场试验进行验...     

水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律

在隧道掘进过程中采用水封爆破时,水介质长度对爆破效果具有重要影响。为得到水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律,采用Starfield迭加法将应力波的衰减和迭加考虑在内,推导孔壁受到的应力变化情况,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对计算结果进行模拟验证。结果表明：在炸药和水介质交界处孔壁受到的应力最大,随着到交界处距离的增加,爆炸应力以指数函数的形式衰减;采用等效间隔起爆方式对不同药量的爆炸过程进行模拟,水间隔段孔壁爆炸应力模拟值和理论值衰减规律一致,二者在相同位置的应力误差保持在10%左右,同时水间隔段孔壁指定点受到的总应力随着药量的增加而增大;采用Starfield迭加法获取水间隔段孔壁爆炸应力的计算公式是合理的,能够为水封爆破的应用提供参考。     

连拱隧道中导洞不同起爆位置振动效应研究

为研究隧道掘进爆破炮孔不同起爆位置振动效应,在连拱隧道中导洞开挖过程中开展相关试验研究,并基于CEEMDAN-小波包对监测到的爆破振动信号进行降噪处理。研究表明：1)采用CEEMDAN-小波包法对爆破振动信号进行去噪,重构,能有效保留爆破振动信号真实信息;2)炮孔不同起爆位置质点峰值振速,反向起爆>中间起爆>正向起爆;振动频率大小范围,正向起爆>反向起爆>中间起爆,其中正向起爆的频率分布更广,且具有多个峰值,有利于能量朝高频转移;3)对重构后的爆破振动信号进行Hilbert变换,发现隧道掏槽段爆破瞬时能量关系为：反向起爆>中间起爆>正向起爆;随着雷管段别的增加,反向起爆和正向起爆波形较宽、质点峰值振速较大,中间起爆振动波形较窄、质点峰值振速较小;4)对比分析炮孔不同起爆位置破岩块度,反向起爆更为均匀,效果最佳。