管棚超前支护隧道掘进周边控制爆破方法

为了改善松软岩隧道,采用管棚超前支护条件下的周边爆破效果,分析了隧道开挖周边爆破效果差的原因,以及改善周边控制爆破效果的方法。研究表明:周边眼及二圈眼应以较大角度向外倾斜钻进,通过按光面爆破要求进行二圈眼爆破参数设计,实行间隔炮眼不等装药,间隔分段起爆等,可为周边眼爆破创造良好条件;进一步得到了相应的二圈眼和周边眼爆破参数确定方法,有助于达到充分利用炸药能量,降低周边控制爆破对隧道围岩的损伤,实现良好的周边控制爆破效果;算例表明:二圈眼间距和最小抵抗线均小于周边眼的相应值,计算结果与工程实践相符。对提高松软岩石的爆破施工效率有参考价值。     

岩石爆破的破碎块体大小控制

基于岩石组成的层次结构及其力学特性,分析爆炸载荷下岩石破坏的物理本质;探讨岩石爆破中的炸药爆速及装药量对岩石破碎块体尺寸及爆破引起围岩损伤区变化的影响;指出岩石爆破中正确选定炸药品种和确定单位体积炸药消耗量是控制岩石破碎块体大小的有效手段;同时也指出根据爆破目的合理控制岩石破碎块体大小有助于减少爆破引起的围岩损伤.对岩石爆破工程中正确进行装药设计具有重要意义.     

爆破振动对海底隧道覆盖岩石的损伤研究

海底隧道掘进爆破开挖岩石的过程中,爆破振动必然会对隧道覆盖岩石造成损伤和破坏,危及隧道施工安全.阐述了质点峰值振动速度临界值作为爆破围岩损伤的判别标准和作用于炮孔壁上爆炸脉冲荷载计算公式.以青岛胶州湾隧道为背景,采用Abaqus软件,对周边眼爆破振动的覆盖岩石动力响应进行数值模拟,并对计算结果按照最小二乘法进行拟合,得到覆盖岩石质点峰值振动速度衰减公式.按质点峰值振动速度判别标准计算出了周边眼爆破引起的覆盖岩石损伤范围仅为0 358 1 m.研究表明采用低爆速炸药、不耦合间隔装药光面爆破技术, 爆破对海底隧道覆盖岩石损伤范围较小.     

隧道光面爆破合理爆破参数的确定

隧道光面爆破的实质是当隧道实施爆破后,在隧道周边形成一个光滑平整的边壁,使隧道断面既符合设计轮廓要求,又使隧道围岩不产生损伤.为此,给出了隧道光面爆破参数选取的原则与合理参数确定的方法,提出了以超欠挖量(50～100 mm)、炮痕率(>50%)及围岩损伤程度对隧道光面爆破质量进行验收的标准,并结合某一隧道施工总结出光面爆破技术对隧道施工的安全性、围岩的稳定性及工程质量的贡献.     

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.      

工程爆破起爆方向研究

利用ANSYS/LS-DYNA软件,采用数值计算方法,从不同起爆方向,对单孔柱状连续装药爆破对孔壁岩石的影响作了比较分析,得出一些有参考价值的结论.岩石爆破时,应尽量采用反向起爆方式,充分利用炸药能量,减少爆破对岩石造成的损伤.     

光面爆破技术研究

光面爆破也称密眼小炮爆破,是一种根据设计要求进行人为控制的爆破方法.实施时,通过合理选择各种参数,严格控制装药量,科学布置各种炮眼,并按照一定的顺序装药起爆.     

隧道掘进水压爆破施工技术

在紧临既有铁路的隧道掘进中进行水压爆破技术的应用，结果表明效果良好，不仅能够有效地控制爆破震动，保证周边紧临既有铁路隧道的安全；还可以防毒降烟降尘，保护作业环境，减少爆炸能量损耗，提高炸药能量利用率。同时改善了爆破效果，使破碎围岩较为均匀，有利于机械化作业，提高了施工效率。     

基于流固耦合的隧道断层破碎带注浆加固圈厚度分析

隧道穿越富水断层破碎带常发生突涌水及围岩变形失稳等地质灾害,帷幕注浆是治理隧道断层破碎带的有效方法,通过帷幕注浆在隧道周边形成注浆加固圈,降低围岩渗透能力,提高隧道周边围岩强度。为确定合理的注浆加固圈参数,提高注浆加固效果,基于流固耦合理论对隧道周边渗流场、应力场和位移场进行了数值模拟,分析了不同加固圈参数对隧道涌水及变形规律的影响。研究结果表明：随着注浆加固圈厚度的增加,隧道涌水量和变形量均减少,但当加固圈厚度大于一定值时,涌水量及变形量变化均趋于平缓。根据数值模拟结果得出最合理的注浆加固参数并指导工程设计,研究结果对于完善帷幕注浆理论和指导类似工程注浆设计具有一定的借鉴意义。     

黑岱沟露天煤矿预裂爆破优化方案设计与实施

对黑岱沟露天煤矿预裂爆破炮孔布置参数、装药结构、起爆网络的进行设计,确定合适的孔网参数、前排抵抗线和微差时间等因素,在确保爆破质量的前提下有效降低对边坡的震动,达到提升预裂爆破质量的目的。     

小麻面爆破法防治边坡滑落的研究

本文是研究利用小麻面爆破法将露天边坡内的软弱结构面崩碎,以增加滑面摩擦力,预防边坡滑落,在此基础上,又进一步研究在均质岩体中,柱形装药量为定值时,不同深度的小麻面爆破产生的破坏体形状及其与滑面之间的关系,从而优选钻孔装药量及超钻的定值,取得最佳防滑效果.     

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。     

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.     

论岩巷掘进的掏槽和光爆问题

结合岩石爆破破碎理论、对岩巷掘进中深孔光爆几个较为关键的技术问题,特别是掏槽爆破和光面爆破进行了较为细致地分析和研究,推荐了较为合理的掏槽形式和掏槽参数、光爆装药和光爆参数,提出了较为合理的起爆延迟间隔时间。     

岩石巷道周边双向聚能定向断裂控爆技术

传统光面爆破法受原理本身的局限应用效果不佳。针对这一情况,基于聚能爆破原理,采用ANSYS/LS-DYNA软件对无限岩体中的柱形药包爆破进行数值模拟。根据爆破特性,选取塑性炸药,采用高能炸药燃烧模型、Johnson-Cook塑性材料模型及切缝聚能爆破的定向断裂爆破方式。结果表明:聚能爆破比传统光面爆破形成的岩石裂缝长,裂纹增长率为91%～117%。根据东保卫煤矿地质条件,将PVC聚能被筒作为双向聚能爆破装置,确定技术参数。工业实验结果证明,双向聚能定向爆破有效提高了岩石巷道成型质量及巷道掘进速度,经济效益良好,具有推广应用价值。     

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.     

单自由面爆破所需最小理论药包量的计算

从埋置在仅有一个自由面的均匀连续岩石中的球形药包出发 ,借助力的平衡 ,推导出了一个包含炸药性质、被爆岩石的极限抗拉强度以及最小抵抗线等主要影响因素在内的计算爆破所需最小炸药量的近似公式     

间隔装药对爆破破碎效果的影响

用空气，水和岩粉３种间隔材料进行了间隔装药爆破试验，研究了间隔对破碎块度的影响，得出了３种材料的临界间隔比例值。对比了该３种材料间隔与全长偶合装药的异同，讨论了间隔的位置、长度及间隔材料对爆破破碎效果的影响。