聚能效应在岩石定向断裂控制爆破中的研究

针对目前石材开采面临的问题，对采用聚能药包岩石定向断裂控制爆破技术时的裂缝(纹)起裂和扩展的机理进行了探讨，同时对该法的爆破参数进行了设计；实验室和现场试验验证结果表明，由聚能射流形成的切缝有明显的定向作用，使爆生气体的能量沿预定方向集中，裂纹的定向断裂控制效果良好，表明该法是一种比较理想的断裂控制爆破技术；研究成果对相关理论研究和现场应用均有一定的指导意义，该法将会成为岩石定向断裂控制爆破发展的一个方向。     

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。     

陆上石油地震勘探炸药震源的研究进展

 炸药震源是陆上石油地震勘探中常用的激发源,炸药震源的特性研究对提高爆炸地震波能量和地震分辨率具有十分重要的意义。本文从炸药震源的装药组分和装药结构两个方面综述了相关研究进展,评述了这些进展的实际应用价值与局限性,并探讨了未来可能的研究方向。在炸药震源装药组分方面,介绍了地震勘探对炸药震源的基本要求;分析了有助于提高爆炸地震波能量的炸药配方设计方法;总结了中国近20年应用的4种主要震源的装药组分。在炸药震源装药结构方面,分别介绍了多级延迟叠加震源、低爆速细长型震源、聚能型震源、多井组合震源及螺旋装药震源的结构设计原理和爆炸作用机理;分析了各类型震源的应用效果和适用范围;并展望了炸药震源未来可能的发展方向。     

缓冲层介质对切缝药包爆破断裂力学行为影响的研究

为了研究炸药至炮孔壁之间的缓冲层介质对切缝药包爆破断裂力学行为的影响,采用新型数字激光动态焦散线测试系统,开展多组爆破光测实验。借助LS-DYNA数值模拟软件,对比分析炮孔内部压力场的分布规律。研究结果表明:切缝药包能够利用切缝管有效控制爆炸应力场的分布,使能量沿切缝方向集中释放,定向爆破效果显著。与空气相比,水提高了切缝药包对炮孔壁的冲击破坏能力,爆生主裂纹的断裂力学参数增大,表现为更长的扩展距离、更高的运动速度和动态应力强度因子。爆炸冲击波能和爆生气体脉动能是水中主要的能量存在形式,模拟结果显示水比空气具有更好的传压能力,缓冲层内形成更高的压力峰值。     

缓冲层介质对切缝药包爆破断裂力学行为的影响

为了研究炸药至炮孔壁之间的缓冲层介质对切缝药包爆破断裂力学行为的影响,采用新型数字激光动态焦散线测试系统,开展多组爆破光测实验。借助LS-DYNA数值模拟软件,对比分析炮孔内部压力场的分布规律。研究结果表明:切缝药包能够利用切缝管有效控制爆炸应力场的分布,使能量沿切缝方向集中释放,定向爆破效果显著。与空气相比,水提高了切缝药包对炮孔壁的冲击破坏能力,爆生主裂纹的断裂力学参数增大,表现为更长的扩展距离、更高的运动速度和动态应力强度因子。爆炸冲击波能和爆生气体脉动能是水中主要的能量存在形式,模拟结果显示水比空气具有更好的传压能力,缓冲层内形成更高的压力峰值。     

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.      

炸药破碎岩石能量利用率的研究

以爆炸动力学理论和岩石断裂理论为基础,分析了岩石爆破中的能量平衡问题,并给出了炸药破碎岩石能量利用率的计算方法,理论分析表明,平均爆破块度随岩石的单位表面能的增加而增加,计算结果表明,炸药破碎岩石能量利用率仅占炸药总能量的百分之十左右.     

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。     

城市拆除控制爆破中的飞石控制

根据长期现场工程实践总结出，在城市拆除控制爆破中，引发飞石的主要原因是：对被爆介质的性质和结构特点了解不够，炮眼的布置和钻眼的方向，最小抵抗线的位置和大小，炸药单耗的高低，装药结构形式等爆破参数选择不当，施工质量未达到要求，覆盖位置不对或覆盖厚度不够等，针对于此，提出防治爆破飞石的有效技术措施有：熟悉被爆体的力学性能和结构特点，正确选定最小抵抗线的位置和方向，微分装药并严格控制装药量和选择合理的装药结构，保证正确顺序起爆，精确钻眼和施爆，加强覆盖防护，此外，文中还介绍了几种爆破飞石抛掷距离的估算方法。     

深孔松动爆破切顶在保护层开采中的技术实践

深孔松动爆破可以增加煤层透气性系数、缓慢排放煤体瓦斯、降低瓦斯压力和瓦斯含量,从而降低了煤体瓦斯压缩内能,提高了煤体的机械强度,达到减弱或消除煤与瓦斯突出危险的目的。同时有利于使煤体原集中应力带及高压瓦斯带移向煤体深部,即增加卸压带的宽度,减少瓦斯抽放时间,从而提高工作面回采速度。对于松动控制卸压爆破,在爆破孔周围布置了不装炸药的控制孔,控制孔在爆破过程中起到控制爆破方向与补偿爆破裂缝空间作用。由于控制孔的控制导向作用,结果是在介质内部的炮孔周围产生一柱状的压缩粉碎圈和一沿爆破孔与控制孔连心线方向的贯穿爆破裂缝面。控制孔的存在相当于在爆破孔周围增加了辅助自由面,相对缩小了爆破抵抗线的长度,使爆破更有利于形成更大范围的破碎圈带和松动圈带。松动控制卸压爆破可以极大地破坏了煤岩体的整体性,可以消除回采过程中大跨度悬顶悬露以及回转下沉对沿空留巷围岩的影响,同时提高被保护层煤层的透气性,提高抽采钻孔的预抽率,有效地释放地应力,消除煤与瓦斯突出危险性。十二矿作为埋深达千米的矿井之一,在己15-31010工作面采取了该防突措施后,大大提高了抽采钻孔的预抽率,使瓦斯应力和地应力得以提前释放,有效地防治煤与瓦斯突出和冲击地压,并成功优化了留巷区域应力场,确保了保护层开采的正常安全进行。     

爆破载荷作用下围岩裂隙发展特征试验研究

为研究爆破载荷条件下围岩损伤范围与裂隙扩展行为问题,以云南红河州咪的隧道爆破开挖为背景,通过理论分析与室内模型试验分析方法,以Froude比例法建立爆破载荷作用下裂隙发展试验模型,分析爆破载荷作用下围岩试样的动态力学与裂隙发展趋势.结果表明:通过对空气间隔装药孔壁压力计算得到应力波作用下裂隙范围计算公式,同时基于爆生气...     

非等温条件下雷管热爆炸临界温度数值计算

阐述了热爆炸基本原理,介绍了热爆炸实验的设计和方法,通过对实验数据的整理与分析,阐明了药卷发生热爆炸的规律性。根据热爆炸理论,推导出了非等温条件下,炸药由热分解过渡到热爆炸时临界温度的预测模型。计算结果表明,临界温度的数值计算值与实测值能够较好地相吻合,证明了数学模型的建立和特征参数选取的正确性和合理性。从而为煤炭地下气化温控爆破渗流燃烧技术工艺参数的设计及炸药的稳定性评价,奠定了必要的理论基础。     

三维空间模型的露天台阶爆破专家系统及应用

传统人工布孔设计的爆破模式效率较低,无法适用于大规模的爆破工程,因此,研制了露填台阶爆破专家系统.把爆破台阶地形转化为三维空间模型,将台阶爆破设计原理和智能设计相结合,研制出智能系统,实现了自动布孔、多种装药结构选择及快速爆破网络设计等目标,并应用于中煤集团平朔东露天矿的台阶爆破.结果表明：专家系统所设计方案与人工方案相比较,实现了减少大块率,控制前冲、后翻,控制飞石距离,减少爆破冲击等目的,实际应用中验证了露天台阶爆破专家系统可行.     

层状复合岩体路堑开挖中预裂爆破技术实验

层状复合岩体中岩层性质的差异常常导致预裂爆破效果不理想。利用超动态应变测试系统对复合岩体预裂爆破装药量、装药结构等影响因素进行了实验研究，并通过超声波仪对爆破后保留区的岩体进行了损伤检测。其结果指出在层状复合岩体中进行预裂爆破时须采用不耦合分层装药，并采用不同的线装药密度是符合实际的，对工程应用有指导意义。     

工程爆破对空气的污染及其对策

炸药爆炸时产生多种有毒气体，严重污染空气。为减轻工程爆破带来的这一危害，应合理地进行爆破设计，强化炮孔堵塞，以提高炸药能量的利用率，减少炸药用量。同时应加强新型环保型炸药的研究，使工程爆破最终实现无毒化。     

地铁隧道爆破开挖对地表建筑物的影响

通过对深圳地铁隧道爆破开挖时爆破震动监测数据的分析和研究，总结出爆破震动对地表建筑物产生危害的主要影响因素，并根据现场测定数据，拟合出地震速度、药量大小与爆源距离之间关系式。现场测定与研究表明：必须重视地铁隧道爆破地震规律及其对各种建筑物和构筑物影响的研究，才能充分发挥爆破技术的经济效益和最大限度地降低爆破振动的危害。     

水力压裂潜在危险及钻爆压抽一体化技术

采用FLAC3D软件分析了水力压裂后的孔隙压力和地应力的分布情况,指出水力压裂导致卸压的同时也产生高孔隙压力和地应力集中。压裂方向的不可控导致孔隙压力和地应力分布混乱,成为新的安全隐患。通过控制爆破技术先产生导向裂隙或弱面,控制压裂方向,形成钻爆压抽一体化技术,均匀压裂煤岩体,达到整体卸压目的。结合某矿突出实例,得知控制爆破和水力压裂的时空协同关系和钻孔的布置情况直接影响技术使用效果。     

路堑爆破开挖地震效应分析

在分析爆破地震效应的主要控制因素地震速度与地震频率基础上，根据现场测定数据，拟合出地震速度、药量大小与爆源距离之间关系式。分析了振动频率对构筑物的影响和爆破地震与天然地震的区别，提出了爆破安全距离的确定并验证了爆破安全距离计算方法以及地震速度作为破坏判据可行性和正确性。试验测定结果与研究表明，必须重视爆破地震规律及其对各种建筑物和构筑物影响的研究，才能充分发挥爆破技术的经济效益和最大限度地降低爆破振动的危害。