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.     

定向断裂控制爆破理论与技术应用

基于定向断裂控制爆破技术参数的选取有别于普通光面爆破，研究了定向断裂控制爆破理论及应用成果.分析了定向断裂控制爆破理论聚能装药结构和装药外壳切缝爆破技术定向导向缝成缝机理，提出了炸药爆炸能量随爆炸动静作用变化分配观点，指出定向断裂控制爆破实质是对炸药爆炸能量在介质中的作用加以控制的问题，研究新型装药结构，提高炸药爆炸的能量利用率和定向断裂方向的爆炸能流是改善定向断裂控制爆破效果的主要研究方向。     

破碎岩层中隧道爆破的装药设计

为了提高破碎岩体中隧道爆破的爆破效率,并做到最大限度降低爆破对隧道围岩的损伤,有效保护隧道围岩稳定性,对破碎岩层中的隧道爆破装药设计进行了研究.分析了炸药品种选择,装药量确定,装药结构,以及周边眼起爆方法及相应的参数计算方法.结果表明,采用低爆速炸药进行爆破,并针对所用炸药品种进行爆破参数确定,采用空气柱间隔装药,周边眼实行隔炮眼分段起爆,并进行相应周边眼参数设计等有利于获得良好的爆破效果.本文方法对加快隧道施工速度,同时降低爆破引起的隧道围岩损伤,有效保护隧道围岩具有参考价值.     

降低炮孔孔底空气间隔装药的爆破震动

 针对爆破作业中因岩体结构和构造的差异,爆破地震传递的能量不同,为了减少爆破地震在地下岩体传播过程中的爆破地震效应,通过理论研究以及模型试验,分析了爆破对炮孔孔壁的应力应变作用过程,并得出孔底空气间隔装药长度与震动持续时间、震动峰值的关系。同时结合现场浅孔、深孔爆破中炮孔空气间隔层不同间隔方式的地震效应对比,综合比较震动幅值、震动频率和震动持续时间等因素,证明不同空气间隔方式的间隔装药均能降低爆破地震效应,减小前冲、后冲,孔底空气间隔装药在3种装药方式中降震效果都较好,其降震可达10%～25%。其中,孔底间隔装药结构的爆破地震效应最小,其次为孔上部间隔装药,炮孔中部间隔装药地震效应最大。     

底部空气柱装药爆破效果模型试验研究

本文通过水泥砂浆模型上的一系列爆破漏斗试验,研究底部空气柱装药的爆破效果,分析了底部空气柱长度变化对爆破作用的影响规律。结果表明,底部空气柱长度与装药深度之比为0.4～0.8时,爆破效果最佳,爆破体积比传统的装药结构增大45％～55％,显著提高了炸药能量有效利用率。文中提出了底部空气柱效应新概念,探讨了底部空气柱效应的作用机理。     

间隔装药爆破方法的试验研究与应用

针对我国许多露天矿炸药消耗大、矿石成本高、爆破效果不十分理想的问题,以本钢南芬露天矿为对象,通过改善装药结构,进行气体间隔器在中深孔干孔的间隔试验应用和中深孔水孔的间隔实验研究.结果表明:间隔装药爆破法不仅可以提高爆破质量和铲装效率,还能降低炸药单耗,从而降低矿石生产成本,若采用中间间隔装药,效果会更好.该成果对其它类似矿山具有一定的参考价值和工程实践意义.     

不同厚度壳体装药在混凝土中爆炸的实验研究

为研究装药壳体厚度对混凝土毁伤效果的影响,设计了不同厚度壳体装药和无边界效应的混凝土靶板,并进行了实验.实验结果表明,在壳体厚度较小时,爆坑体积比裸装药炸药时的爆坑体积大;当壳体厚度增大时,爆坑体积呈下降趋势.随着壳体厚度的增加,壳体破碎性下降.通过空气冲击波超压测试,并结合经验公式计算了形成空气冲击波的能量占炸药爆炸总能量的比例.     

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。     

定向卸压隔振爆破的机理与试验

简述了定向卸压隔振爆破原理、破岩机理及爆破效应,通过超动态、动焦散、动光弹等试验及数值模拟,初步了解动力特性及爆轰波分布规律。试验表明：炮孔隔振护壁面一侧比无护壁面一侧应变降低45.31%,压力降低大于30%,底部空气间隔压力降低在30%以上,无护壁面一侧最大剪应力是护壁面的3.5倍,孔底空气间隔装药结构,可延长应力波在岩石中的作用时间2～5倍。显然爆炸能量集中自由面方向,提高岩体破碎质量,显示隔振半圆形管材与底部空气间隔对炮孔爆炸压力的卸压作用,减轻对岩体破损,保护围岩的稳定性。     

我国露天矿穿孔爆破发展方向

我国露天矿穿孔爆破技术的发展方向应该在总结矿山生产经验、分析矿产资源特点、参考国外技术动向的基础上,根据国民经济发展的要求确定。 穿孔设备的发展,要在改进钢绳冲击钻机的同时,研究制造一批国外成功应用的潜孔钻机、牙轮钻机、回转钻机和钻车。其中应以潜孔钻机为主。 露天矿应推广铵油炸药,并生产高威力和防水炸药,满足不同矿山条件的需要。浆状炸药是一种有前途的炸药。 应加速推广微差爆破技术、逐步采用斜孔爆破。在一定条件下可以推广空气间隔装药。应进一步寻求更合理的装药结构、如在硬岩中研究不同威力炸药交替连续装药。爆破参数应当适当扩大炮孔鄰近系数、适当增大装药长度。     

柱状药包爆炸波传播规律的试验分析

药包爆炸波在结构体中传播规律是研究爆破工程的关键性问题之一。先利用爆炸水池对微小药量柱状药包爆炸冲击波压力进行试验测试,得到药包爆炸冲击波压力计算公式的相关参数;再利用预埋在试件中应变砖,对不同药量和长径比的药包进行爆破超动态应变测试。通过试验数据分析获得了柱状药包的爆炸冲击波在混凝土类脆性材料中的传播规律以及近中区应力波公式σγ＝σm中的衰减系数α值。珔γα     

不同材料壳体装药对爆破威力影响分析

针对装药壳体材料对爆破威力影响,对典型复合材料壳体、D6A钢壳体装药在空气中的爆炸破坏效应进行了数值分析及试验研究.研究表明,同样装药情况下,复合材料壳体装药爆炸产生的空气冲击波超压较钢壳体装药大;碳纤维复合壳体装药爆炸不会产生破片对远距离目标造成破坏;而D6A钢壳体装药爆炸产生的破片对远距离目标具有一定的杀伤效应.进行了2种材料壳体装药在空气中爆炸毁伤威力对比试验,试验超压测量结果与数值计算结果相一致.     

爆炸冲击作用下钢筋混凝土板的动态响应研究

为研究爆炸载荷下钢筋混凝土板的动态响应,基于量纲分析得到了球形装药质量、爆心距和钢筋混凝土靶板挠度之间的无量纲关系.利用有限元软件AUTODYN建立空气-炸药-钢筋混凝土板的三维数值模型,考虑炸药、空气和靶板之间的流固耦合相互作用,模拟结果和实验结果基本吻合.改变固支条件为四边固支,控制单一变量,分别得到装药质量和爆心距对靶板挠度的影响规律.结果表明,保持爆心距一定,当比例距离大于0.6 m/kg^1/3的情况下,即不考虑近场爆炸和接触爆炸,钢筋混凝土板中心挠度随装药质量增加近似呈线性递增趋势;而当改变爆心距时,挠度随爆心距的增加近似呈指数递减趋势.     

炸药爆轰性能变化对破岩效果影响的实验研究

在耦合装药条件下 ,通过两组对比爆破破碎实验 ,研究了炸药爆轰性能变化对破岩效果的影响。第一组实验 ,采用相同的冲击能 (Es)与膨胀能 (Eb)比值的柱状药包 ,爆破破碎不同波阻抗的混凝土介质 ;第二组实验 ,采用不同的冲击能 (Es)与膨胀能 (Eb)比值的柱状药包 ,分别爆破破碎相同的混凝土介质。实验结果表明 ,随着炮孔孔壁上产生的透射应力波峰值 (Pt)的增大 ,第一组实验的小尺寸破碎块度的产出量 (MSF)随之上升 ,而第二组实验的MSF随之下降。分析结果表明 ,药包爆轰性能的改变 ,使得Es 和Eb的加载水平发生相应的变化 ,进而影响到MSF的变化趋势。MSF取决于Es 和Eb 加载的共同作用结果。这表明除Es 冲击加载外 ,Eb 动态加载在爆破破岩过程中起了积极作用。     

有限厚混凝土靶内部爆炸震塌贯穿研究

设计了8种不同埋深的装药在混凝土靶内部爆炸,通过调整装药量,研究有限厚度混凝土靶背面的临界震塌条件.试验得到了一定装药条件下有限厚混凝土靶的临界震塌厚度和相应的临界装药量.通过量纲分析理论对试验数据进行了归一化处理,并得到了量纲一的临界震塌厚度与装药长径比(量纲一的装药量)之间的关系.分析表明,当装药密度和装药直径一定时,有限厚混凝土靶的临界震塌厚度随着装药量(装药长度)的增加而呈现非线性递增趋势;当装药长径比大于5时,临界震塌厚度的增加趋势明显减慢,一定装药直径下混凝土靶存在极限临界震塌厚度.     

装药长径比对坑道中冲击波峰值压力影响的试验

现代精确制导武器的装药呈细长化的发展趋势.为获得现代武器装药长径比对坑道中冲击波峰值压力的影响规律,共进行了11次比例模型坑道爆炸试验.模型坑道长10.0 m,由钢筋混凝土拱单元组成,单元截面积为0.67 m2;TNT炸药在坑口外爆炸,装药量范围为 1.0～4.6 kg.用压力传感器记录了坑道中的冲击波波形,由实测数据得到了不同装药长径比情况下坑道中冲击波峰值压力的分布,分析了装药长径比对坑道中冲击波峰值压力的影响规律.     

含PBX炸药装药的弹体侵彻响应数值模拟

为探究浇注型PBX炸药装药在弹体侵彻过程中的安全性问题,使用考虑孔隙的压力相关-应变率硬化-温度软化的粘弹塑性本构模型,用以拟合浇注型PBX炸药的在不同应变率下的动态力学响应,并利用动力有限元算法数值模拟含装药弹体侵彻混凝土靶板的过程中炸药的力-热耦合响应,获得装药不同位置局部温升受不同耗散功的影响规律,结果表明装药圆弧面圆心处由于应力波汇聚作用,塑性应变可达32%,装药与弹体内壁摩擦生热对装药温升有一定贡献.为装药结构设计提供力学分析的依据.     

有机玻璃中球形装药爆炸空腔发展过程的高速摄影研究

本文通过有机玻璃试件中球形装药爆炸空腔的高速摄影研究,分析了耦合装药条件下空腔壁面位移和空腔发展速度的动态过程。