水下钻孔爆破应力分析与孔网参数优化

水下钻孔爆破中,影响爆破效果的主要因素是被爆岩石的峰值应力,而孔网参数的选取则直接影响岩石的应力变化。为探究水下钻孔爆破应力响应规律与最佳孔网参数,运用LS-DYNA软件,选用算法,建立有限元分析模型。通过数值模拟,研究了不同起爆方式、不同水深以及不同孔网参数条件下,被爆岩石的应力变化,发现了各条件下岩石的应力变化情况以及不同外部条件对水下爆破的影响。选出了符合爆破要求,而又节约爆破成本的最佳孔网参数模型。通过模拟得出各监测单元的应力变化,得出结论：(1)三种不同起爆方式其应力变化情况各有其特点。(2)在不同水深条件下,岩石的峰值应力变化较小,水深对于岩石峰值应力的影响可忽略不计。(3)在不同孔网参数条件下,由于孔距、排距、填塞长度变化,不同部位的峰值拉应力会出现一定的变化规律。根据数值模拟情况,最终通过分析讨论得出最优孔网参数。     

水下深孔爆破岩石裂纹扩展及损伤规律

由于水下环境的隐蔽性,水下爆破效果及其对周围的影响具有不可预见性.基于LS-DYNA数值模拟,分析了单孔水下爆破对岩体的损伤及上部水体的影响、不同起爆位置与多孔爆破对围岩的损伤规律.结果表明:水下单孔柱状装药爆破时,炮孔破坏范围主要沿孔径方向扩展,底部出现两条明显的"八字形"损伤裂纹;炮孔底部起爆、炮孔装药中点起爆、炮...     

逐孔起爆技术在露天煤矿深孔爆破中的应用

为研究逐孔起爆技术在露天煤矿深孔爆破中的应用,以神华北电胜利露天矿为研究对象,在理论分析的基础上,设计出合理的爆破方案,得出具体爆破参数.利用Ansys对逐孔起爆过程进行数值模拟,分析逐孔起爆作用原理;对神华北电胜利露天矿的爆破方案进行数值模拟,验证爆破方案的合理性;分析不同堵塞长度下,岩石所受应力的变化,分析得到使爆破效果更好的堵塞长度.     

双孔同时起爆柱状药包爆破岩体损伤效应研究

为了研究双孔同时起爆柱状药包岩体的损伤效应,通过使用PFC软件构建离散元数值模型,基于球状药包和柱状药包爆破破坏过程的理论分析与计算,研究了双孔柱状药包岩石爆破损伤特性。研究结果表明：炸药爆炸应力波在自由面的俯视平面上的传播过程接近圆形扩散,药柱上端岩体在径向压缩波的作用下发生断裂破碎,自由面处形成鼓包并逐渐从原岩开始剥离;柱状药包的爆破漏斗形成过程与球状药包类似,包括爆炸应力波的破岩过程、爆生气体驱裂过程和碎岩在爆生气体作用下抛掷运动过程;双孔同时起爆应力波存在“干涉效应”,且爆破损伤区域呈“蝴蝶”状分布。     

硬岩体强度弱化范围理论分析与工程验证

岩石巷道综合机械化快速掘进有助于改善采掘接续紧张的局面,而岩石硬度是影响综掘设备快速掘进的关键因素之一。针对硬岩巷道围岩岩性特点,利用超深孔预裂爆破技术,对硬岩巷道岩体强度进行弱化,并通过工程实践检验预裂效果,结果表明:硬岩巷道超深孔预裂爆破后,钻孔周围形成压碎区、裂隙区,使岩体有效强度降低,有利于综掘截割机具经济破岩;理论及数值模拟分析得出钻孔爆破后形成半径为1.8 m左右的松动破坏区;通过对新庄孜矿-812 m水平B4胶带大巷硬岩进行超深孔预裂爆破,钻孔窥视及工程验证爆破松动半径能够达到1.5~2.5m之间,取得了良好的岩体强度弱化效果,为硬岩巷道机械化快速施工技术研究提供指导。     

圆弧形聚能装药结构爆破破岩效果数值模拟

为了研究不同圆弧形聚能装药结构下爆破参数最佳的爆破效果,以实现现有煤矿岩巷掘进高效破岩的需求。基于非线性动力模拟软件ANSYS /LS－DYNA 建立了圆弧形聚能装药爆破几何模型,研究了炮孔直径42mm时聚能圆弧半径10mm、圆弧边缘至炮孔中心距离分别为6mm、8mm、10mm、12mm下的聚能爆破破岩效果,通过添加失效关键字得到各个工况的裂纹发展情况,对比分析了不同工况下的聚能过程和距炮孔中心聚能和非聚能方向的有效应力时程曲线;展现了聚能装药情况下的岩体损伤演化历程。研究结果表明：四个工况都出现了不同的聚能效果,对裂纹的发展起到一定的导向作用;随着聚能穴内边缘至管中心距离的增大,有效应力峰值先减小后增大,其中聚能穴内边缘至管中心距离12mm,单位装药量为10.47cm3时有效应力峰值最大;聚能穴内边缘至管中心距离12mm在距炮孔15cm处最先达到完全损伤破坏,说明聚能穴内边缘至管中心距离12mm的装药结构参数聚能效果最佳。     

爆炸应力波作用下的凿岩爆破破岩模拟

爆破破岩是爆炸应力波和爆生气体载荷共同作用的结果,本文采用改进的DDA方法模拟爆炸应力波作用下的爆破破岩过程. 采用Hopkinson层裂算例验证了DDA方法对应力波传播和动态断裂破坏问题模拟的准确性. 通过在炮孔壁上施加三角冲击载荷,模拟再现了凿岩爆破中爆炸应力波作用下的孔周破坏、自由表面剥落、碎裂漏斗区域形成、较远区裂纹的扩展,以及岩体的抛掷,结合应力波传播模拟结果对破岩过程与机理进行了分析. 研究为进一步采用DDA模拟两种形式爆破载荷共同作用下的凿岩爆破创造了条件.     

岩塞爆破的振动加速度反应谱分析

根据汾河水库水下岩塞爆破监测的加速度时程曲线,选用卷积分法和快速傅立叶变换法两种反应谱的计算方法得到爆破振动加速度反应谱曲线和相应的动力放大系数谱曲线。通过对反应谱的分析,得到岩塞爆破反应谱的结构响应特性及其影响因素,为水下岩塞爆破的抗振设计提供了可靠的依据,具有较强的实际应用价值和指导意义。     

水下岩塞爆破对水工建筑物的动应力分析

水下岩塞爆破在我国水利水电工程建设中得到了广泛的应用,水下岩塞爆破产生的爆破震动效应对水工建筑物的破坏作用不可忽视。文章采用基于ANSYS软件和反应谱法相结合的有限元反应谱法,分析了水工建筑物的水下爆破地震动应力,其计算结果与实测值分布规律一致,数值基本吻合,更趋科学合理。     

水-岩化学作用下岩体裂纹应力强度因子的计算及分析

水化作用对裂隙岩体的影响主要来自于水压力和化学腐蚀伤两方面的作用.运用地球化学矿物-水反应的溶解动力学,考查水-岩反应化学溶液中不同时间段离子浓度的变化,从理论上探讨化学腐蚀下等效裂纹扩展的定量化分析方法,从而建立水-岩化学作用下等效裂纹扩展的计算公式并计算裂纹尖端应力强度因子.计算表明,水-岩化学作用的存在,对应力强度因子的影响明显,随着水-岩化学作用的不断发展,应力强度因子逐渐增大.     

太子矶航道水下钻孔爆破地震波测试与分析

以长江太子矶航道疏浚爆破工程为例,通过对其爆破地震波的测试与分析,得出爆破振动速度的衰减经验公式,提出爆破振动速度安全判据及不同状态下的最大允许药量,并依据实测数据评估了水下钻孔爆破对长江大堤的影响。     

爆生气体作用机理及岩体裂纹扩展分析

分析了不同装药结构条件下的爆生气体初始压力及气体压力随堵塞物位移的变化规律,从牛顿第二定律入手推导出了堵塞物长度与堵塞物在爆生气体压力作用下运动时间的关系式,然后采用BCM模型对岩体裂纹扩展进行分析,定义裂纹从孔壁沿着最小抵抗线方向扩展到自由面所用的时间为岩体破碎时间,令堵塞物在炮孔中运动时间等于岩体破碎时间,建立了计算堵塞物最佳长度的理论模型,该模型综合考虑了爆生气体压力作用下堵塞物的运动和裂纹扩展导致岩体破碎这两方面。最后将理论计算值与经验值和试验值进行了对比分析,理论计算值与经验值和试验值吻合较好,证明了理论模型具有一定的可靠性。     

急倾斜厚大矿体矿房阶段爆破技术

针对司家营南区大规模落矿的安全性问题,提出阶段凿岩侧向爆破方案.该方案包括利用上向扇形炮孔爆破形成堑沟,下向垂直深孔爆破侧向崩矿,具有工程量小、机械化程度高、管理简单等优点.利用FLAC3D研究阶段爆破技术,对塑性区、监测点振速和应力场的动态模拟计算验证了大规模爆破起爆顺序的合理性和减震性,以及爆破对围岩或充填体的非破坏性.同时,研究VCR法开掘切割天井技术,采取中心与交错正菱形布设炮孔,孔间分5段起爆,保证了阶段爆破自由空间的形成.     

水下爆破聚能药包设计与布设工艺

水下聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待研究的领域。为加深相关理论的研究及对实际工程中水下聚能爆破的设计提供依据,系统分析了聚能爆破破碎岩石的作用机理,介绍了一种水下爆破聚能药包参数设计方法及水下聚能药包布置工艺。该施工工艺在浅水域岛礁爆破工程中具有参考应用价值。     

论工程爆破中自由面与爆破效果的关系

从爆破应力波破岩的角度，分析了自由面的存在对爆破效果的影响，比较了不同自由面条件的爆破效果和炸药耗量，对设计施工具有重要意义。     

气体钻井地层出水定量预测模型研究

气体钻井地层出水定量准确预测是气体钻井可行性钻前论证的关键。目前,已有的出水量预测方法较少考虑气体钻井井底压差下地层渗流过程与地层应力变化的流固耦合作用对出水量的影响,在渗流力学和岩石力学的基础上,综合考虑地层渗流过程与岩石应力变化的流耦合作用对地层应力、孔隙度、渗透率以及孔隙压力的影响,建立气体钻井孔隙性地层和孔隙-裂缝性地层出水量预测动态流固耦合模型。结合工程实际,通过该模型计算得到气体钻井快速钻穿水层后出水量随时间的变化关系,计算结果与现场监测吻合。研究对于钻前准确预测出水量和筛选气体钻井层位具有重要意义。     

水压作用下三维裂隙组扩展过程试验研究

坝基和边坡等受压岩体裂隙中往往有水压力的存在,真实岩体中不能直接观察内部裂隙的扩展过程。自行研制了一种在低温下具有良好脆性的透明类岩石材料,内部预制张开型裂隙组,通过导管与外部高压注水设备相连进行单轴压缩试验。详细阐述了单裂隙和平行双裂隙组试件在渗透水压和单向压缩条件下内部裂纹的起裂、扩展、贯通机制;研究了裂隙组倾角及间距对平行双裂隙组试件起裂应力和峰值强度的影响。试验表明:水压作用下裂纹的扩展贯通模式和无水情况下明显不同,水压的存在对花瓣型裂纹和反翼裂纹有抑制作用,对包裹式翼裂纹有促进作用;平行双裂隙组试件的起裂应力和峰值强度随裂隙倾角增大呈现先减小后增大的趋势,并且在45°左右时强度最低;裂隙间距增加,起裂应力和峰值强度增大并逐渐趋于单裂隙强度水平。试验成果对研究岩体中水压作用下受压裂隙组起裂、贯通机制具有重要的参考价值。