不耦合装药结构对岩石爆破的影响

为了研究不耦合装药结构对爆破效果的影响,在实验室中采用水泥砂浆模型对不耦合装药结构进行了模型实验,并对爆破块度和爆炸应力波进行筛选及统计与测试分析.采用AUTODYNA有限元分析软件对不耦合装药结构爆炸应力波在岩石传播过程中粉碎圈、裂隙形成进行了数值模拟研究.模型实验研究表明,不耦合装药结构可提高炸药能量利用率及改善爆破块度分布;数值模拟结果显示,炸药和炮孔壁之间的间隙可以改变应力波在炮孔壁上的加载率,延长了应力波和气体的作用时间,显著地降低了粉碎圈厚度,提高了炸药能量的利用率和爆破的效果.     

空气不耦合装药爆破孔壁冲击压力分析

从理论上分析探讨了炮孔空气不耦合装药爆破时孔壁初始冲击压力的计算方法。研究结果表明：一方面炮孔空气不耦合装药爆破降低了孔壁初始冲击压力，且当岩石条件一定时，孔壁冲击压力值随着装药不耦合系数值的增大而呈指数规律衰减；另一方面类似于炮孔耦合装药，不耦合装药爆破同样存在着较坚硬致密的高阻抗岩石，孔壁冲击压力值较高，较松散软弱的低阻抗岩石，孔壁冲击压力值较低。同时求解出了利于光面爆破的孔壁岩石不被冲击压坏的最小装药不耦合系数。     

不耦合装药时孔壁压力的理论分析和求算

炮孔装药结构分为耦合装药和不耦合装药,后者因不耦合介质不同由可分多种不耦合装药形式,较常用的是空气不耦合装药和水不耦合装药。水不耦合装药,爆轰波冲击压缩水介质激起水中冲击波,由水将爆炸压力传递给岩石,孔壁冲击压力降低;而空气不耦合装药,爆轰产物则膨胀充满炮孔后再作用于孔壁,孔壁压力最小。且随着装药不耦合系数值增大,孔壁压力降低,空气不耦合装药时孔壁压力下降速率更快。     

空气垫层装药爆破过程中爆炸应力场衰减规律的初步探讨

利用爆炸力学理论,得到空气垫层装药爆破的孔壁压力及其爆炸应力场.首次提出了爆生气体二阶段膨胀理论的临界不耦合系数的计算方法,得出了随不耦合系数的增大,应力峰值迅速降低;装药段的应力峰值进区较垫层段大,但远区则相近;无论是径向还是切向,岩石内首先出现的均是压应力,而后转变为压应力.     

流固耦合法模拟岩石爆破时耦合范围的确定

为研究岩石爆破问题模拟中的流固耦合算法以及提高计算效率,文章采用LS-DYNA软件开展大量计算,分别讨论了不同装药半径(r)、不耦合系数(K)和网格精度条件下流固耦合区域半径(R)对单元峰值应力衰减曲线的影响,并结合应力云图和应力时程曲线分析,确定出合理的流固耦合范围。结果表明:随着耦合装药半径r的增大,最小合理流固耦合半径R_(min)与r比值呈减小趋势;相同装药半径下随着K增大,R_(min)/r逐渐增大;网格精度对流固耦合半径取值影响较小;相同条件下,当R较小时,应力云图不稳定且应力时程曲线后期会迅速衰减,适当增大流固耦合半径会逐渐消除该现象。对于一般的岩石爆破问题,建议R/r取5～10。     

空气间隔与耦合装药混凝土爆破对比分析

采用动力有限元软件LS-DYNA分析空气间隔装药与耦合装药结构对混凝土介质的破坏机理,结合混凝土模型对两种装药结构进行了光面爆破试验。结果表明,采用空气间隔装药结构进行爆破后,混凝土表面平整度要优于无空气间隔的情况;空气间隔装药结构能调节炸药能量分布,使孔内爆炸压力沿炮孔轴向的分布更均匀,从而提高炸药爆炸能量的有效利用率。     

预应力条件下不耦合装药系数对爆轰聚能效果的数值研究

为探究不耦合装药系数在预应力条件下对爆轰聚能药包破岩效果的影响,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,开展了预应力、不耦合装药系数以及起爆方式耦合作用下爆破效果的数值研究,并通炮孔内壁峰值压力的监测分析了药包的破岩能力。计算结果表明:预应力对爆炸产生的破碎区影响较小,而对裂隙区的主裂纹长度有明显的抑制作用。预应力（σx=σz=14 MPa、σy=7 MPa）条件下,随着不耦合装药系数的增加孔壁峰值压力呈现逐渐降低趋势,爆轰聚能药包聚能侧爆压提升能力呈现先降低后升高的趋势,耦合装药时爆轰聚能药包聚能侧爆压提升26.3%,不耦合装药系数K=1.6时聚能侧爆压提升22.1%;爆轰聚能药包与中心点起爆药包相比,孔壁聚能侧峰值压力提升11.9%,损伤面积提升15.1%,有明显的定向作用。研究结果对爆轰聚能爆破技术在深部高地应力的应用具有一定的指导意义。     

岩石中相邻炮孔装药爆破的数值模拟

采用动力有限元DYNA3D程序中的Arbitrary Lagrange-Euler描述法(ALE),对岩石中相邻炮孔水耦合装药爆破应力场随时间的变化情况进行了数值计算,并分析了有效应力和剪应力的相互叠加作用,以深入了解孔间贯通裂隙的形成过程.结果表明,基于工程实践的数值模拟,能较客观地反映爆破破岩的动态过程,有助于为爆破设计提供参考.     

不同装药结构条件下爆炸能量的理论计算

根据波的界面透射和反射理论,分析了爆炸能量的传递规律,探讨了不同装药结构(耦合装药、空气不耦合装药、水不耦合装药)对爆炸能量传递的影响,并建立了上述三种装药条件下传递给岩石的爆炸能量计算公式。通过分析表明炸药与岩石的波阻抗、装药不耦合系数以及不耦合介质的可压缩程度是影响爆炸能量传递的主要因素。     

孔壁变形及不耦合缓冲作用

本文根据理论分析,给出孔壁压力的计算方法、认为孔壁压力随时间的变化规律可以用指数函数来表示。比较耦合装药与不耦合装药情况下的孔壁压力,进一步证明了不耦合的缓冲作用。不耦合装药的缓冲作册随不耦合系数的增大而增大。在光面爆破工程中,装药量的计算可以把孔壁作为刚体考虑;炮孔堵塞的运动规律可以按一维问题处理。     

高温气藏近井带地层水蒸发和盐析研究

通过PR状态方程与超额自由能HV混合规则的结合,建立了适于含极性物质水的烃类混合物气液液三相相平衡理论计算模型。同时建立了地层水蒸发与近井带含水饱和度与地层水矿化度的函数关系。运用相平衡理论,研究了地层水烃类体系随温度压力条件改变的相体积变化规律。结合单井径向数值模拟模型,研究了实例气井生产过程中气态水含量Xw、储层含水饱和度Sw以及地层水矿化度随半径和生产时间的变化规律。研究结果显示,近井带压降梯度大,地层水蒸发显著,气态凝析水含量呈指数增加,低压下可超过7%。地层水的蒸发可使得近井含水饱和度降低超过50%,有利于提高气井产能;地层水蒸发会使得矿化度升高而导致盐析,盐析往往发生在近井5m范围内。     

不同耦合装药结构的爆破效果分析

为了研究不耦合装药结构与不同介质耦合装药结构的定向断裂光面爆破效果,得到最佳装药结构,从而解决工程爆破中存在的技术问题.以华泰煤矿为工程背景,采用4种装药结构,分别通过实验室实验和现场工业实验对水-空气耦合、水耦合、空气耦合和水不耦合进行巷道围岩的爆破效果进行分析对比,实验结果证明,在华泰煤矿采用水耦合爆破,可使围岩或预留岩面的完整性、稳定性较好.     

大采空区覆岩破坏高度测控试验分析

确定采空区上覆岩层破坏高度,对"三下"煤层安全、高效开采具有重要意义。利用彩色钻孔电视系统对覆岩破坏高度、现场钻孔冲洗液漏失量和钻孔水位变化等进行观测与分析,摸清煤层开采后大采空区上覆岩层内垮落带和导水裂缝带的发育高度及其分布形态和特点。这对安全、高效开采和大采空区围岩稳定性有效控制和定量化预测预报提供依据。     

药型罩参数对聚能装药水下作用效应的影响

数值模拟和实验研究聚能装药水下作用行为,初步获得了药型罩形状、厚度、曲率及半径中心等参数对聚能装药水下作用的影响特性.AUTODYN-2D数值模拟与实验结果均表明,罩形是影响聚能装药水下作用行为的决定性因素,偏心亚半球形罩装药水下作用可有效形成空腔随进效应,而且穿过相同水层厚度后对验证靶的破甲能力明显优于锥形罩和双曲罩聚能装药.罩厚对杆式侵彻体初速有显著影响,罩曲率中心及半径则主要影响杆式侵彻体的初始形状及速度.     

钝感火药装药膛内实际燃烧规律的研究

目的 研究钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,方法 制备一种双基钝感火药,并在大口径火炮上进行射击实验,用内弹道势平衡的方法研究了该钝感火药装药膛内的实际燃烧规律,结果 采用钝感火药装药后,膛内实际燃烧的热平衡点参数向后移动,钝感 火药装药燃气生成函数可分别用三次函数和二次函数的拟合式表示,其膛内实际燃烧速度函数可表示为以相结压力冲量为自变量的指数函数或正比函数,结论利用内弹道势平衡方法研究钝感火药装     

An ecological hydraulic radius approach to estimate the instream ecological water requirement

This essay defines the concepts of ecological flow velocity as well as ecological hydraulic radius (EHR) and proposes an ecological hydraulic radius approach (EHRA) which considers both the watercourse information (including hydraulic radius, roughness coefficient and hydraulic gradient) and the required stream velocity necessary for maintenance of certain ecological functions all together. The key parameter of EHRA is to fix the watercourse cross-sectional flow area corresponding to EHR, by which the relation between parabola shaped cross-sectional flow area and hydraulic radius is deduced. The EHRA not only meets the requirement of flow velocity for adequate fish spawning migration, but also is applicable to the ecological flows in regard with other ecological issues (such as the calculation of the instream flow requirements for transporting sediment and for pollution self-purification, etc.). This essay has illuminated the computational process taking the estimation of ecological water requirement of Zhuba Hydrologyical Station watercourse in Niqu branch of the Yalong River as an example. Additionally, we compare EHRA with Tennant approach. The result shows that the Zhuba Hydrological Station ecological water requirement calculated by EHRA lies between the minimum and favorable ecological water requirement calculated by the Tennant approach. This is due to the fact that the ecological flow velocity (such as the fish spawning migration flow velocity) was taken into consideration, producing results applicable to the practical situation.     

椭圆气缸内燃机的稳流试验及其性能预测

本次稳流试验用来预测新颖的椭圆气缸往复式内燃机的性能。实测数据和分析结果表明,椭圆截面气缸内燃机此起等容积正圆截面气缸内燃机,增大了进、排气门,从而提高了充气效率;或在充气效率不减的条件下,大幅度提高转速或增压,以实现发动机的高强化。     

煤田水文地质条件探查的三维电阻率测井方法

通过三维电阻率测井方法应用于煤田的理论及探测方案的分析，并在淮南煤田两个岩溶陷落柱发育区进行了探测试验，探查距钻孔450m半径范围内，700—1200m不同埋深电阻率分布情况，查清了研究区深部水文地质条件，并通过6个地质钻孔揭露及连通抽水试验验证了此方法的可靠性及有效性。表明该方法在探查矿区深部水文地质条件方面具有明显的效果，通过地质钻孔与地面电极的有机结合，可查清深部水文地质特征。为深部受承压水水害威胁的煤炭资源的安全开采提供了一种很好的地球物理探测手段。     

围岩损伤控制爆破数值模拟研究

为研究不同结构装药周边孔爆破对围岩损伤的影响规律,采用数值模拟方法开展了研究工作. 模拟结果表明,从获得良好爆破效果和降低围岩损伤的角度来看,在4种装药结构中,水+切缝管的效果最好,空气介质耦合时最差,中间依次为水介质耦合、空气+切缝管的装药结构. 因此在实际工程中,周边孔采用水+切缝管的装药结构,可适当增加炮孔间距或减小装药量,取得与其它装药结构相同的周边爆破效果,尤其对于松软破碎岩体爆破效果更加明显. 同时水的存在对于工作面的降尘和防止瓦斯爆炸等灾害事故的发生也具有一定的作用. 数值模拟结果与试验结果所得结论一致.