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°。     

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。     

栗木山隧道层状硬岩掘进控制爆破技术

岩体中的节理会造成爆炸应力波的耗散和泄露,从而影响爆破效果。平罗高速栗木山隧道围岩以Ⅲ、Ⅳ级为主,岩层中厚层状、质地坚硬,因水平节理的影响施工过程中易出现炮孔利用率低、周边超欠挖现象。通过采用楔形加直眼混合掏槽形式、合理布置炮孔、控制单孔装药量、周边孔采用空气间隔装药结构等措施,增强掏槽爆破能量而控制周边孔、二圈眼的装药量,减少了节理面附近的岩体过度破坏;同时严格按设计爆破图表施工,提高了炮孔利用率和光面爆破半孔率,研究取得了良好的爆破效果。     

地应力作用下四孔掏槽爆破破岩机理数值模拟研究

为研究地应力作用下岩石爆破破岩机理,基于RHT本构建立岩石四孔掏槽爆破模型,对不同地应力条件下掏槽爆破岩石损伤裂纹的演化规律和炮孔周围应力场动态变化过程进行数值模拟研究。结果表明：地应力抑制了掏槽爆破损伤裂纹的扩展,随着地应力的增大,掏槽损伤区域减小,切向拉应力峰值降低;侧压系数的变化体现了爆破损伤裂纹扩展的各向异性,损伤裂纹扩展趋向最大地应力方向;设置空孔能够对爆炸应力波产生导向作用,促进炮孔间损伤裂纹的贯穿和发育,改善掏槽爆破破岩效果。     

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。     

坚硬岩层巷道掘进合理掏槽方法的研究与应用

针对坚硬岩层巷道掘进中存在爆破效率较低的问题,在会理县兴隆矿业矿山坚硬岩层巷道开挖中进行爆破试验,对混合掏槽、单螺旋形掏槽和正矩形掏槽三种掏槽方式进行分析研究,得到各种不同掏槽形式的爆破试验效果,选取最为合理的掏槽方法和爆破参数.试验表明,采用单螺旋形掏槽的布孔方式,平均循环进尺达到1.7 m,炮孔利用率大于85%,提高了巷道的掘进速度和成巷质量.试验成果可供其他类似工程参考.     

9孔桶形掏槽一次成井技术

 为解决一次成井中天井断面小、深度低的问题,提出9孔桶形掏槽一次成井技术。通过对掏槽爆破机理研究,选取了4空孔掏槽方式,装药孔与空孔直径分别为0.11、0.25m,掏槽孔与空孔间距0.46m等爆破成井主要参数。采用非线性动力分析软件LS-DYNA对9孔桶形掏槽一次成井的关键—掏槽过程进行了数值模拟,实现了9孔桶形掏槽槽腔成形过程的可视化。模拟结果表明,成井参数选取合理,主掏槽孔能与空孔有效贯透形成“莲花形”槽腔,副掏槽孔能以“莲花形”槽腔为自由面进一步扩大槽腔。最后在理论分析和数值模拟基础上,以某露天矿为工程实例,对所取参数进行现场实验,一次爆破形成了23.4m天井,天井断面4m×4m,证明数值模拟结果准确,该技术在深孔一次成井中可行。     

重庆轻轨江北机场站控制爆破技术

1爆破设计方案 本工程中我们对车站基坑和隧道分别作了爆破设计,依据危险程度不同,基坑还根据三个不同区域各自设计了爆破方案.车站基坑,以浅孔松动爆破为主,但在基坑边缘位置,采用光面爆破.在靠近航站楼和其它已完建筑物附近,采用小药量减弱浅孔松动爆破.隧道折返段和延伸段,周边眼采用预裂和光面爆破,掏槽眼和辅助眼采用减弱松动爆破.     

岩巷钻爆法掘进掏槽技术选择及应用

针对岩巷钻爆法掘进掏槽技术选择困难和掏槽效果差的问题,采用数值技术和现场试验相结合的方法,对比分析单楔形掏槽和楔直复合掏槽技术的优劣。数值模拟结果表明,单楔形掏槽峰值应力强度与楔直复合掏槽基本相同,但楔直复合掏槽具有2次峰值应力,更有利于掏槽区岩石的破坏,且楔直复合掏槽平均应力强度要高于单楔形掏槽,使其具有良好的破岩效果。实践结果表明,应用楔直复合掏槽后,炮眼利用率由87%提高到93%以上,平均单循环进尺由1.75m提高到2.15m,日进尺达到6.4m,实现了月进尺160m以上的快速掘进目标,月进尺较原施工方案提高33%。     

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。