煤矿许用乳化炸药动态压力下减敏的研究

利用主发药包在水中爆炸产生冲击波，次发乳化炸药药包在主发药包产生的水中冲击波动压作用下延时爆炸，研究乳化炸药在外界动态压力作用下的耐压性。研究中选用了三种国内常用乳化剂，分别改变乳化剂含量，测试了不同乳化剂种类与含量的乳化炸药临界减敏距离，并对试验结果进行了详细的讨论。研究结果表明：用Span—80乳化剂和煤矿许用乳化炸药，其耐压性随着乳化剂含量的增加而提高；而由路博润公司生产的2725高分子乳化剂及复合乳化剂制造的煤矿乳化炸药，当乳化剂含量达到一定值后，其耐压性不再随乳化剂含量变化而增加。采用合适的复合乳化剂制造的煤矿许用乳化炸药的耐压性能优于使用单一乳化剂制造的乳化炸药。     

动态压力作用下乳化炸药减敏的实验研究

对乳化炸药在动态压力作用下的减敏进行了研究,得到了三种不同方式敏化的乳化炸药的临界减敏压力,玻璃微球敏化的乳化炸药的临界减敏压力为134.66 MPa、化学发泡敏化的为99.83 MPa、珍珠岩敏化的为27.13 MPa;三者在动压作用下的减敏速率不同,膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药的减敏速率最大,化学发泡敏化的次之,玻璃微球敏化的最小;对乳化基质在动态压力作用下性能的变化进行了研究,并和乳化炸药的减敏实验结果进行比较,结果表明,造成乳化炸药压力减敏的原因是敏化气泡载体的破坏和微观结构发生变化;其中敏化气泡载体的破坏是造成减敏的主要原因.     

用电阻应变传感器测定柱状药包爆轰压力的近似值

柱状药包置于一个盛满水的小薄壁圆柱筒的中央进行爆炸，药包中传播的爆轰波与水相互作用，在水中产生爆炸应力波；应力波从水中透射到圆筒，使得圆筒产生环向变形；用超动态应变测试系统测定圆筒外壁上的环向爆炸应变波，根据应变波的峰值与爆轰压力之间的关系，可以确定柱状中空药包爆轰压力的近似值，本文介绍了测试方法及测定结果。     

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。     

边坡分段装药炮孔的压力变化与爆破效果

具有分段装药结构炮孔的缓冲孔爆破是边坡控制爆破方法之一。通过对分段装药炮孔中填物的轴向压缩运动分析。计算出了爆破作用初期炮孔压力随时间的变化关系。缓冲单孔和普通单孔的台阶爆破漏斗试验,以及带缓冲孔的爆区和普通孔生产爆区爆后的坡面裂隙调查都证明了,由于分段装药缓冲孔的初期压力较低,减轻了对孔壁的破坏,对边坡的完整及稳定大有好处。     

利文斯顿爆破漏斗理论的应用及改进意见

本文在简述利文斯顿爆破漏斗理论及其应用的基础上,提出了新的药包埋深与药量之间的关系式,从而能够减少爆破漏斗试验次数。     

定向断裂爆破在综放工作面初采切巷的应用

为解决综放工作面初采期上隅角瓦斯超限问题,采用初采切巷深孔爆破强制放顶的方法充填采空区以缩小工作面有效通风断面,以达到改善初采期间工作面通风状态与提高瓦斯排放效率的目的.但是炮孔间距由于受到初采切巷支护结构的限制往往大大超过预裂爆破经验公式确定的上限,造成预裂效果差的后果.为了选择适合现场使用的增加炮孔间距的最佳爆破方法,应用ANSYS/LS-DYNA软件对不耦合装药、V型刻槽和切缝药包3种爆破方式进行数值模拟,结果显示切缝药包爆破在增加炮孔间距和保护岩壁方面有明显优势,并通过模拟确定了切缝药包的最佳开口宽度.最后,通过在阳泉国阳公司K8205工作面进行超前深孔预裂爆破强制放顶的现场应用,比较爆破前、后和割一刀煤后支柱压力的变化情况,验证了良好的预裂爆破效果.      

孔板通气气液两相流动特性研究

采用实验与数值模拟相结合的方法研究了孔板通气气液两相流动特性和气层形成机理.应用高速录像观察了通气气液两相流流动形态,采用Level Set方法和RNG k-ε湍流模型对通气平板流场进行了数值计算.结果表明气层覆盖区域压力是判定气层形成的重要参数:泡间高压消失表明当地的气泡开始形成气层,当气层基本形成时,壁面压力趋于一致.旋涡结构在气层形成不同阶段具有明显的特征,在气层初始形成位置前后,肾形涡由于气泡接触相互作用而逐渐消失;在气层完全形成位置前后,旋涡结构重新生成.随着孔间距的增加,气层形成位置由于横向距离增加而向下游移动,但相互作用区域变化不大.      

水泥浆封堵深孔预裂爆破合理封堵长度

针对深孔预裂爆破装药量大,传统炮泥封堵易发生“冲孔”的问题,提出以水泥浆为封堵材料,并对其合理封堵长度进行研究。基于水泥浆性能,假设凝固后的水泥浆与岩石为同一材料,阐述水泥浆封堵炮孔的作用机理;根据Starfield迭加法的基本思想,建立柱状药包等效多个球状药包计算模型,探究球状药包应力波衰减规律,计算球状药包在自由面的迭加拉应力;基于减弱爆破漏斗理论,以迭加拉应力与岩石抗拉强度相等为原则,推导封堵长度取值公式;利用数值模拟,分析了不同封堵长度下爆破后应力波的扩散范围与岩石的破碎范围;以新巨龙煤矿2302N工作面爆破法过大落差断层为背景,进行现场试验,借助钻孔成像仪观测炮孔周边岩层破碎情况。结合理论计算、数值模拟及现场试验确定水泥浆封堵长度为2.5 m。     

光面爆破相邻炮孔裂纹扩展模拟

基于爆破理论,借助ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,对岩石中双炮孔爆破裂纹扩展过程进行模拟,进而分析岩石爆破破坏机理和裂纹扩展特点。结果表明:所采用的模型、参数和数值计算方法的可行;孔间裂缝首先在炮孔壁产生,沿炮孔连线扩展并逐渐向连心线中心贯通;结合理论分析,得到了相邻炮孔的合理间距为40~70 cm,孔间裂缝贯通效果较好,随着炮孔间距的增大,孔间裂缝越难贯通,爆破效果越差。数值模拟结果与理论结果吻合较好,这种方法可以为爆破参数设计提供参考。     

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。     

条形装药接触爆炸对金属靶板作用的断裂效应

研究条状爆炸载荷局部作用于金属矩形板的断裂效应 .基于矩形板在局部爆炸脉冲载荷作用下的塑性动力响应 ,提出了断裂临界判据 ,得到了靶板达到临界断裂点时所需的冲量准则 ,并对照条形装药不同位置处的冲量计算式 ,计算出靶板达到不同断裂毁伤等级时所需装药量 ,实验验证结果与理论计算结果吻合较好 .用该结果可对金属靶板的爆炸断裂效应研究或抗爆分析及工程实际运用结果进行有效预测     

基于案例推理技术开发工程爆破设计系统

为提高工程爆破方案设计的水平,解决其设计周期长和可靠性低的问题,通过对我国工程爆破方案设计现状和发展趋势的分析,提出将基于案例推理的方法CBR(case based reasoning)应用在开发工程爆破设计系统中,并采用关系数据库技术建立工程爆破案例库,给出了工程爆破案例库的框架结构.结合工程爆破的特点,探讨了在开发工程爆破设计系统中运用CBR的有关理论与关键技术.     

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.     

通过爆破漏斗模拟试验求算装药量

根据利文斯顿爆破漏斗理论,以最佳单位耗药量不变为原则,探讨通过小药量下爆破漏斗槿拟试验求解球状药包、柱状药包和条形药包爆破时的药量计算方法.     

垂直深孔掏槽爆破的数学模型

为研究矿井建设中难度最大的立井深孔爆破掏槽新技术,本文运用近代岩石爆破理论和应力波理论,分析了几种因素对爆破区应力场分布的影响,从而提出了一个可计算深孔分段或分阶爆破掏槽的三维应力场与破碎区的数学模型。最后通过一个国外工程实践证明,其计算结果基本符合实际,有较大的理论指导意义与实用价值。     

台阶爆破模型试验下破碎岩石抛掷速度规律分析

为了研究台阶爆破破碎岩石抛掷速度的主要影响因素与变化规律,采用量纲分析法确定破碎岩石抛掷速度的主要影响因素,并借助高速摄影系统与台阶爆破模型试验研究不同影响因素下破碎岩石抛掷速度的变化规律.结果表明：破碎岩石抛掷速度的主要影响因素为炸药单耗、最小抵抗线与炸药量的关系(W³/Q)和不耦合系数,抛掷速度对炸药单耗最为敏感,W³/Q与不耦合系数次之;高速摄影图像显示,当爆破作用时间为0.5 ms时,台阶自由面岩石出现位移,当爆破作用时间为2.0 ms时,在爆炸应力波作用下,台阶自由面出现裂缝,破碎岩石的运动形态可分为鼓包运动阶段与抛掷运动阶段,二者之间存在明显的过渡阶段;炸药单耗、W³/Q、不耦合系数与抛掷速度间存在明显的非线性关系,抛掷速度随炸药单耗的增加呈指数函数递增,且存在临界炸药单耗使破碎岩石的抛掷速度出现激增,抛掷速度随W³/Q、不耦合系数的增大呈幂函数递减.     

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。     

广义Fuzzy数的可拓商空间

建立了Ｆｕｚｚｙ线性空间及可拓商空间等概念，讨论了可拓商空间与Ｆｕｚｚｙ数空间的关系。     

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。