深孔爆破一次成井炮孔合理堵塞长度

 炮孔堵塞长度是深孔爆破一次成井设计的重要参数之一。为合理确定堵塞长度,提高深孔爆破一次成井爆破质量,基于岩石破碎理论,分析了深孔爆破一次成井存在的上端、中间和下端3种情况下堵塞物的作用机理。基于堵塞物的材料特性和弹塑性力学理论,建立了爆炸载荷作用下堵塞物变形量的计算模型。从动能定理着手,分析了堵塞物变形过程和运动过程中的能量传递,同时结合堵塞物的抛出时间与岩石介质破碎时间、爆破漏斗初始形成时间以及相邻分层堵塞范围内岩石破碎时间的关系,建立了深孔爆破一次成井堵塞理论。在三道庄矿区32m充填天井试验中,应用堵塞理论,同时结合施工条件选取实际堵塞长度,形成爆破方案,取得了深孔爆破一次成井试验的成功,从而验证了堵塞理论的正确性,为深孔爆破一次成井技术提供了一定的指导意义。     

特大断面隧道倒T型掏槽爆破研究与应用

提出特大断面隧道倒T型掏槽爆破方法,并分析了该方法的爆破原理.以龙南隧道为工程背景,利用数值模拟对比分析了现场单楔形掏槽爆破方法与倒T型掏槽爆破方法的爆破效果,并将倒T型掏槽爆破方法运用到工程实践.研究结果表明:在掏槽爆破作用下,距炮孔底部1/4位置处爆破形成的破碎范围最大,当掏槽孔爆破时该位置受爆破作用影响最大;倒T型掏槽爆破成腔体积大于单楔形掏槽爆破成腔体积.除自由面附近的单元外,倒T型掏槽爆破作用下单元有效应力约为单楔形掏槽方式爆破作用下同一位置单元有效应力的4倍.在自由面附近,两种掏槽方式爆破产生的有效应力接近.现场试验炮孔利用率平均为90.2%,炸药单耗由试验前的0.78 kg/m~3降低到0.75 kg/m~3,光面爆破效果提高,加快了现场施工进度,节约了施工成本.     

大断面隧道楔形掏槽孔布设优化研究与应用

为探明楔形掏槽孔倾斜角度对大断面隧道爆破效果的影响规律，以铜安高速巴岳山隧道为工程背景，结合楔形掏槽爆破破岩理论，借助力学实验获取岩体参数，建立不同倾斜角度的楔形掏模型，从应力波传播、围岩动态损伤和槽腔演化角度三个方面分析楔形掏槽孔倾斜角度对爆破效果的影响规律，提出Ⅲ围岩的最佳楔形掏槽孔布设角度。结果表明：60°布孔方式有效应力最大；70°布孔方式围岩损伤区域略大约60°，但60°布孔方式孔底围岩损伤区域最为平整；60°布孔方式的槽腔体积最大，水平方向最大尺寸约为2.18m，垂直方向约为1.68m；现场试验炮孔平均利用率为86.74%，炸药单耗量降低了0.02kg/m3。综上所述，Ⅲ级围岩掏槽孔的最优布设角度为60°。     

小断面巷道硬岩爆破方法

本文从大田胜利水库干渠工程引水洞的爆破施工中，总结出了小断面巷道硬岩爆破的方法。认为：小断面巷道硬岩爆破，应当用双孔眼桶形直线掏槽法，并把不装药空眼之一加深200──300mm，在此处倒装药包，同时还应在服口充填炮泥。文章还对炮孔数目的确定、各炮孔药量的分配等作了说明。     

深部岩体在掏槽爆破过程中的损伤演化机制

为研究深部岩体掏槽爆破过程中岩体的损伤演化机制,将Cowper-Symonds硬化模型与拉压损伤模型耦合以后的模型嵌入到LS-DYNA软件中对其进行数值模拟研究。数值模拟结果表明:地应力及临空面的存在对岩体的损伤演化机制有影响,地应力存在对应力波所诱发的压力载荷产生抵制作用,使得岩体受压力荷载作用产生的损伤范围受到影响,随着地应力增大,掏槽爆破岩体的损伤范围变小;掏槽爆破中的中心孔有充当临空面的作用,使得应力波在遇到临空面时形成拉伸波,并造成中心孔附近岩体的拉损伤往岩体内部扩展,最终有加大掏槽孔周围岩体的损伤范围作用。     

底部空气柱装药掏槽爆破试验及机理研究

以槽腔体积、槽腔深度和爆破块度为指标 ,对底部空气柱装药和常规装药掏槽爆破进行了模拟试验。试验结果表明 ,底部空气柱装药掏槽爆破效果优于常规装药效果。根据试验结果 ,对底部空气柱作用机理进行了初步探讨     

水平边界条件下深孔微差爆破的数值模拟

目的 研究水平边界条件下深孔微差爆破的作用机理。方法 采用动态非线性有限元法对单个水平自由面深孔微差爆破进行数值模拟。根据模拟结果分析岩块运动和槽腔内岩块的破坏方式。结果 孔底部分的岩石主要以冲击压缩破坏为主,而自由面附近的岩石主要以层裂破坏为主。结论 掏槽孔的爆破作用和微差时间的确定是影响微差爆破的重要因素,使用含定向裂纹的弹塑性模型可较好地描述脆性岩石本构行为。     

单楔形掏槽爆破腔体时空演化及应用

为改善矿山巷道掘进掏槽爆破现状,采用AUTO CAD与ANSYS联合建模技术构建垂直单楔形掏槽爆破数值模型,运用显式动力分析软件LS-DYNA定义岩石单元失效获得掏槽腔体扩展演化过程。通过多方位剖视掏槽腔体,从时空演化角度研究垂直单楔形掏槽在铜坑矿阶段运输巷道掘进工程中的适用性。研究结果表明:AUTO CAD与ANSYS联合建模技术可克服ANSYS对于复杂模型构建的缺点,实现巷道掏槽精细化数字建模;定义岩石单元失效使得掏槽腔体演化过程更直观,整体上形成双向主次的喇叭状掏槽腔体结构,腔体空间上X和Y向呈三角形分布,Z向不同段表现出不同的形态;应力波叠加作用对孔底附近掏槽腔体形状影响显著,靠近掌子面附近腔体形态主要受炮孔空间布置方式影响,为提高爆破的效果,辅助爆破可以适当倾斜布置;垂直单楔形掏槽体积比直孔桶形掏槽体积明显增大,其有效掘进进尺2 m,效率比达91%;辅助孔与掏槽孔起爆时间应控制在毫秒级范围内。     

立井深孔掏槽和光爆模拟试验研究

首先,在实验室进行了单个和两个自由面以及两种掏槽方式和光面爆破的模拟试验,得到了在该条件下爆破漏斗的临界深度,最佳深度、周边眼的钻爆参数及其装药结构。试验表明,二阶直眼掏槽方式中第一、第二阶炮眼等深时形成的槽腔体积和深度均高于第一、第二阶不等深时的数值。然后,在采石场进一步证明这些结论。最后,根据实验室和采石场的试验成果进行了工业性试验,取得了较良好的技术经济效益     

地铁浅埋隧道爆破振动效应试验与数值模拟研究

以新疆乌鲁木齐市地铁1号线东线隧道中营工-小西沟区间段为工程背景,对地铁浅埋隧道爆破振动进行了多次监测试验,发现地铁浅埋隧道地表掌子面前后16 m监测范围内存在空洞效应现象,随着与掌子面距离由小变大,空洞效应现象出现先增强后减弱的趋势直至最后消失;运用LS-DYNA程序,采用拉格朗日算法和完全重启动相结合的方法对地铁浅埋隧道爆破振动进行数值模拟,也得出了地铁浅埋隧道地表掌子面前后存在空洞效应现象的结论,空洞效应现象存在的区域为掌子面两侧10 m范围内,空洞效应现象在掌子面两侧6 m处最为显著.通过将掏槽孔装药一次爆破调整为多分段爆破,减小了掏槽孔单段起爆药量,降低了掏槽孔爆破产生的地表振动效应.      

掏槽方式对光面爆破效果的影响研究

基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破的爆破参数。进而,着重研究了掌子面掏槽方式对光面爆破效果的影响。针对相同的地质条件、围岩及爆破耗材条件下,分别设计了直眼掏槽、单楔形掏槽、双楔形掏槽共计三种掏槽方式。进一步地实施了在不同掏槽方式下光面爆破的施工,获得了直眼掏槽方式更有利于爆破的硐室成型;而单楔形和双楔形掏槽更有利于岩石的破碎及岩渣抛掷。同时,需指出的是,钻爆施工涵盖多种不同的爆破参数,影响因素众多,此爆破试验获取的爆破数据仅仅是对不同掏槽方式的初步探索。研究可对后续工程开挖提供相应的试验数据与理论支撑,其对于深部地下工程的爆破开挖及高放废物的深地质处置,有一定的理论指导意义。     

公路路堑深孔爆破方案的优化与实践

结合安徽铜南宣高速公路路堑爆破开挖工程实践,探讨了高速公路路堑深孔爆破方案及各技术参数的选取原则。针对爆破过程中出现的岩石块度大、炸药单耗大等问题,通过调整炮孔间排距,采用间隔填塞方式对原有爆破方案进行优化。方案优化后使得能够直接使用机械设备开挖运输的岩石由40%提高到80%,炸药单耗由原来的0.6kg/m3降到0.4kg/m3,经济和社会效益显著。     

高瓦斯矿井硬岩巷道掘进中爆破技术研究

高瓦斯矿井的硬岩巷道爆破掘进,采用斜眼不同阶微差深部掏槽爆破技术能增大掏槽深度和体积,掏槽眼为大直径药卷,周边眼为小直径药卷,采用串并联网路全断面一次起爆,达到快速掘进的目的,巷道成型好有利于巷道的支护。     

小秦岭井巷工程岩爆控制试验

 有岩爆倾向岩石遇到较高的支承压力时常发生岩爆.为了控制岩爆,依据支承压力分布规律,借助钻孔受压变形释放部分集中应力,并借助爆破震动引起支承压力峰值向岩体深部转移而增加减压区的承载能力.现场爆破试验得到了巷道、马头门和竖井掘进的岩爆控制施工参数及防范卡钻的措施.试验表明：超深钻孔与掘进进尺的比例达到2~3时可成功控制掘进端面的岩爆,呈三角形布置超深钻孔可成功控制巷道、马头门及竖井掘进的端面岩爆,间隔1.5~2.5m布置深2.0~3.0m的震动炮孔可以成功控制巷道帮墙或竖井井壁的岩爆,光面爆破或台阶光面爆破成巷并临时锚杆支护码头门能避免冒顶或片帮.     

基于鲸鱼算法的巷道掘进爆破参数优化与应用

合理的巷道掘进爆破参数组合是提高生产效率和改善掘进生产环境的重要因素。建立巷道爆破掘进经济数学模型,对在综合成本最少的前提下优化巷道掘进爆破参数。以钻孔、爆破、铲装、运输等工程技术环节为基础,建立巷道爆破掘进的综合成本为目的经济数学模型,形成目标函数。鲸鱼算法较传统的智能优化算法有着收敛速度快、稳定性好和操作简单的优势。利用鲸鱼算法对目标函数进行优化,最终得到最佳的爆破参数组合,即周边孔抵抗线为0.78 m,周边孔间距为0.64 m,崩落孔抵抗线0.95 m,崩落孔孔间距为0.90 m,炸药单耗1.21 kg/m3,并得到了矿山的爆破掘进最佳综合成本在29.9元/m3左右,可以为矿山爆破掘进的爆破成本控制提供参考。     

不同应力条件下爆破开挖对围岩损伤效应的数值模拟研究

根据芦岭矿的工程地质资料,拟定了硬岩和软岩的典型物理力学参数,并依托芦岭矿现场爆破参数,结合ANSYS/LS-DYNA软件,通过隐式-显式连续求解,完成了不同初始应力条件下硬岩和软岩巷爆破开挖的模拟. 计算结果表明,在5~25 MPa应力水平时,随着地应力的增加,近爆腔处围岩的损伤程度并不发生变化,而远离爆腔处围岩损伤程度明显减小,地应力对爆炸载荷所造成损伤抑制作用明显;相同爆破参数下,软岩爆破较硬岩更易受地应力的作用.     

V型复式拉槽在公路路堑爆破中的应用

以中深孔V型拉槽爆破技术在安徽省滁宁高速公路路堑开挖中应用为例，讨论了V型拉槽爆破的炮孔布置、爆破参数选择、起爆网路设计和爆破安全评估等技术问题。成功的爆破试验表明，在宽间距小抵抗线爆破中采用固定排间距、调整孔距的炮孔布置方法对于不规则自然地形条件下的深路堑爆破是科学有效的。可供类似的路堑爆破设计与施工借鉴。     

急倾斜薄矿脉夹制作用下中深孔爆破模拟与参数优化

以内蒙古某金矿急倾斜薄矿脉中深孔开采为工程背景，采用经验类比、数值计算和现场试验等手段开展研究.分析了不同爆破参数下薄矿脉中深孔爆破围岩裂纹演化规律，得到了爆破孔网参数与爆破超欠挖百分比、爆破裂纹密度及围岩质点振动速度等指标之间的关系.结果表明:当孔间距为1.2~ 1.4m时，爆破超欠挖面积趋于零;当抵抗线为0.8~1.0m时，爆破块度较均匀;最优中深孔爆破参数为抵抗线1.0m，孔间距1.2m.现场中深孔爆破试验验证了本文的研究结果.     

煤矿回风井掘进爆破振动监测分析

以某煤矿风井爆破掘进为研究对象,对回风立井和进风立井爆破掘进开挖所产生的地震波进行了监测和分析,利用萨道夫斯基公式确定K、α值,并结合实际情况调整爆破参数,以此来保证地面建筑物(构筑物)的安全。