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。     

装药结构对爆炸能量传递的影响

根据波的能量反射和透射理论，对三种不同装药结构（偶合装药、空气不偶合装药、水不偶合装药）进行了分析，建立了爆炸能量传递系数，并据此探讨不同装药结构对能量传递的影响     

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。     

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.     

预裂爆破轴向不耦合系数的分析计算

以爆炸气体动力学和岩石力学理论为基础，分析预裂爆破轴向不耦合装药的作用原理和成缝机理，得出了轴向不耦合系数在不同条件下的取值范围，计算值也现场实际工程十分接近，为工程提供了可供参考的理论和计算方法。     

炮孔水耦合装药爆破破岩机理研究

根据爆炸相似律和水中冲击波的基本方程探讨了炮孔水耦合装药结构的孔壁压力;建立了爆炸载荷作用下岩石的动态应力场,据此从理论上求出了炮孔水耦合装药爆破时裂隙区半径、粉碎区半径和光面爆破或其它成型控制爆破的最佳装药不耦合系数;最后,通过工程实践进行验证.     

不耦合装药降低油母页岩尾矿率的爆破技术试验

为研究不耦合装药对油母页岩尾矿率的影响,以抚顺东露天矿为研究对象,通过理论分析,得到合理的不耦合装药方案.利用KUS模型进行模型建立、采用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对理论分析的结论进行模拟,得到炸药爆炸过程中产生的最大拉应力.数值模拟的结果表明:同时采用轴向(上、下部联合使用空气间隔)和径向完全不耦合装药,能够得到较好的爆破效果,并且避免根底的出现.为验证理论分析和数值模拟的合理性,在抚顺东露天矿进行了现场试验,试验结果表明:采用不耦合装药可以达到降低尾矿率的目的.     

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。     

孔壁压力计算方法的探讨

本文依物理学基本定律对不同装药结构进行分析,给出了耦合装药在冲击荷载超过岩石变形曲线上的临界应力时,按冲击波理论计算孔壁压力;否则,按弹性波理论来计算;不耦合装药时按弹性波理论计算。     

不耦合装药爆炸波时频能分离及能量分布

为了对爆炸特征进行研究,选择了Cohen类分布中的Margenau-Hill分布函数就实测爆炸波信号开展了时频能分析,实现了爆炸波信号的识别定位和爆炸冲击波、应力波和爆生气体膨胀作用下的时频域动应变能密度区分离,通过计算得到了总动应变能和各分区的动应变能。就不耦合系数K和到炮孔中心不同距离R下的各分区动应变能与爆炸后损伤之间的关系进行了对比,提出了与损伤阈值Dcri有关的动应变能阈值Ecri为岩体是否破裂的能量判据。结果表明,动应变能大于Ecri时,岩体才损伤。     

岩石中集中装药爆炸消耗能量分布的计算

本文分析了岩石集中装药爆炸破坏过程,计算了几种岩石爆破过程所消耗能量的分布。计算结果表明:岩石中2~#岩石硝铵集中药包爆炸所消耗的爆炸气体膨胀能量、冲击波能量分别占装药总能量的50％～60％和10％～20％,无用能约占20％～30％。     

不偶合装药影响爆炸波作用的实验研究

本文在实验室条件下,用电容法测量了不偶合装药时爆炸波引起介质表面的位移和运动速度;结合表面应变的测量结果和模型的破裂特征分析,得出了不偶合装药对爆炸波能量传递及其作用的影响关系。图4,表2,参3。     

水中爆炸对围岩增耦的实验研究

为研究水中爆炸对围岩的增耦,在一个直径1.6 m的水泥砂浆半球体装置上,将其中心预留的直径0.3 m的腔室内注水和置入水泥砂浆芯体,对比性地进行了一系列的1.00 g TNT （2,4,6—三硝基甲苯）当量的填实和空腔爆炸实验。水泥砂浆球表运动测量数据表明,与水泥砂浆中的空腔解耦相比,水中空腔爆炸的解耦效果较差,尤其水腔中爆炸可大大增强爆炸能量的耦合。可以推断,水下爆炸会明显增强围岩中的爆炸应力波强度,近水域中的空中爆炸也可能会增强围岩中的爆炸能耦合,因而相对于围岩和堤坝中同距离、同药量的爆炸来讲,所引起     

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。     

柱状装药爆破的岩石压碎圈与裂隙圈计算

利用Mises强度准则,并考虑岩石三向受力及其强度的应变率效应,导出柱状药包爆炸在岩石中引起的压碎圈与裂隙半径的计算式,进而对周边控制爆破的单孔装药量进行探讨。对于常见的岩石种类,计算式能取得与爆破实际相符的结果。     

Non-coupled charge explosion and geo-mechanical dynamics

The non-coupled charge explosion and geo-mechanical dynamics problem in real air condition is studied in this paper. It analyzes and calculates the problem by using the real air state equations. Through researching on the non-coupled charge rock bench blasting with big clearance of air, its result indicates that the borehole wall reflection overpressure is far higher than strength of rock, but much lower than detonation front pressure of the charge. So non-coupled charge explosion blasting engineering is very successful. Furthermore, it introduces the method of shaft forming by blasting once and the new tube room technology. And the non-coupled charge explosion is used successfully in the method of shaft forming by blasting once. As it drills and blasts in the top and removes the broken rock from the bottom tunnel, it increases the construction efficiency significantly. This paper has important reference on the improvement of the large-span underground engineering construction.     

Study on determining of reinforced concrete false roof strength and design of reinforcement based on reliability theory

Study on efficient mining of the steep incline and fractured ore-bodies in Yongshaba mine of Guizhou Kailin Group, shows that ore-body is fractured and it is difficult to support the roadways in-vein. After research of the actual conditions about the ore-bodies, we have made the initial decision to adopt Reconstruction of Roof Downward Sublevel Cut-and-Fill Mining. The men work safely under the false roof supporting the top plate. However, the difficult problem is how to determine the strength of the false roof. In this case, the method based on reliability theory has been put forward. Combined with elastic mechanics and field practice, when practical value of reliable probability is 90%, the value of the false roof strength has been calculated, and the study shows stope span strongest influences the false roof strength. With the strength of artificial roof, the reasonable reinforcement design ensures the false roof can supply the demand of strength under large span and load.