大型露天矿山深孔台阶爆破振动特征与安全控制

为了减少采场附属设施受爆破振动效应的不利影响,对长九露天建材矿爆区进行了爆破振动监测。通过回归分析、小波包分析对采场爆破振动传播规律及能量分布特征进行了研究,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式对安全药量进行了推算。结果表明:三方向峰值振动速度中水平径向和垂向较大,水平切向较小。峰值振动速度总体上与最大单段药量成正比,与爆心距成反比。现场多数测点爆破振动的主频为20 Hz以下的低频。由于采用微差延时起爆,段药量和微差间隔时间是影响峰值振动速度关键因素;通过回归拟合建立了符合现场地质、地貌和爆破条件的爆破振动传播数学模型,其中垂向振动传播的方向性最明晰;采场爆破振动的能量分布在200 Hz以内,且主要集中在90 Hz以下,随着最大单段药量和爆心距增大,主振频带的带宽减小并向低频端移动,低频带能量占比增大;增加雷管段数在爆破近区减振效果不佳,在爆破远区减振效果明显。通过实测数据对比,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式推算的安全药量相较于传统萨道夫斯基公式能更好地控制超出安全振动速度限值的小概率事件发生,有效提高溜井在爆破施工过程中被保护的概率,对控制爆破参数设计有一定的参考意义。

露天矿山台阶爆破合理微差时间优选及应用

为了降低露天台阶爆破后的岩石块度,减少二次破碎成本,根据杨家岭矿山的实际地质情况建立有限元模型,研究了微差时间对岩石损伤程度的影响,分析了关键测点随延期时间变化的规律,最后开展现场试验并利用块度分析软件WipFrag4.0对爆后岩石进行块度分析。结果表明:随着微差时间的增加,岩石的损伤程度先增加后减小,在孔间、排间微差时间分别为40、70 ms时,岩石的损伤程度达到最大;通过在现场开展爆破试验发现,在孔间延期时间为35、40 ms,排间延期时间为65、70 ms时,块度主要集中在10 cm处,块度大于31.6 cm的占比分别为21.26%、23.19%,明显小于其他方案;分析后发现爆后块度分布规律与数值模拟得到的岩石损伤程度变化规律具有较好一致性,验证了数值模拟的准确性;通过数值模拟岩石损伤程度的量化与现场爆破试验相结合,为后续研究岩石损伤提供新思路。

安徽池州神山物流廊道1~#隧道出口段爆破开挖施工工艺

安徽池州神山物流廊道1~#隧道出口段为浅埋段隧洞,岩体风化程度严重,稳定性较差。为实现浅埋段隧洞安全爆破掘进,减少爆破掘进对隧道顶部围岩的破坏及扰动,通过选取合理的分步开挖方式,设计合理的进尺爆破起爆顺序,使得浅埋段隧洞施工得以安全平稳进行,可为类似浅埋段隧洞爆破开挖施工提供参考。

滁州市三水厂取水工程水下爆破

2013年5月8日上午，随着“轰”的一声闷响，由安徽江南爆破工程有限公司全椒分公司承担施工的滁州市三水厂取水工程水下爆破正式开始。爆破时，取水明渠水面上升起一道70多米高的白色水柱，水中岩石被高高地抛出水面。

双筒型旧硝铵造粒塔爆破拆除数值模拟与施工设计

针对复杂环境下57 m高双筒型旧硝铵造粒塔拆除爆破工况,通过分析双筒型造粒塔存在下落势能大与质量分布不均的结构特点,设计了中间起爆、逐段向双侧的爆破方式,以实现“定向爆破+内合”的倒塌效果。爆破设计方案中采用梯形爆破切口,并严格控制其周长及高度,适当保留底部支撑墙体并开设精确对称定向窗,使用高精度导爆管雷管结合孔内延时、孔外接力的复式闭合双回路起爆技术进行爆破施工。经理论分析计算,最终确定爆破切口长度为13.5 m、高度3.5 m。为验证设计方案的合理性,使用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔三维有限元模型并进行了倒塌预分析。仿真计算结果显示:造粒塔爆破倒塌过程共历时约8.8 s,通过对造粒塔倒塌形态和顶部关键质点位移变化进行分析发现倒塌过程存在轻微下座,未发生前冲现象,总体方案的爆破参数选取合理,拆除爆破可达到预期效果。现场爆破完成后发现爆破倒塌效果与仿真计算结果基本一致,为同类型爆破工程提供了一定参考。

高耸钢混结构造粒塔的定向爆破拆除设计及分离式共节点模拟研究

为成功爆破拆除复杂环境下85.8 m高钢筋混凝土结构造粒塔,结合塔身结构特点及周围环境情况,选用梯形爆破切口,开设高度对称的定向窗、定位窗,结合数据分析,最终确定切口圆心角为216°、切口高度为4.0 m,采用定向倾倒方式进行爆破拆除。为验证爆破设计方案的可行性,采用LS-DYNA仿真软件建立造粒塔分离式共节点三维有限元模型进行仿真计算。结果表明:总体方案的爆破技术参数选取准确;造粒塔往右偏移约4.9°,基本沿原设计方向倒塌,筒体轻微下坐,未发生前冲现象,拆除爆破效果达到预期目标。数值模拟结果显示,塔身顶端节点位移、速度变化趋势与实际倒塌过程基本一致。可为类似工程提供参考。

18层框-筒结构楼房拆除爆破数值模拟分析

对于复杂环境条件下大跨距高楼房爆破拆除工况,在综合考虑周边环境条件的基础上,为保障楼房顺利倒塌,拟采用折叠爆破,分区块延时起爆方式,同时采用控制爆破技术减小楼体触地塌落振动对于周围建筑的危害。为验证爆破拆除设计的合理性,采用ANSYS/LSDYNA数值仿真软件建立楼体分离式共节点三维有限元模型,对楼体倒塌形态进行预分析,通过分析楼体顶部关键节点位移变化趋势,发现楼房按原定设计方向倒塌,现场爆破后楼房解体充分,爆破后爆堆堆积,未出现明显楼体部件飞散等问题。研究结果表明:大跨距楼房重力势能转换较快,采用折叠爆破结合切梁断柱法可有效保障楼房迅速解体,降低触地冲量,减小触地振动等有害效应,采用分离式共节点竖直模拟方式可有效预测楼体爆破倒塌运动趋势,为类似爆破工程提供参考。

边坡宽孔距大孔径预裂爆破技术研究及应用

针对某矿区溜井平台边坡预裂爆破工况,通过理论分析和结合现场实际情况,确定了合理的预裂爆破孔网参数范围、装药结构以及起爆延期时间等参数,并通过LS-DYNA数值模拟软件建立双炮孔预裂成缝模型并对边坡预裂爆破过程进行仿真分析。通过对多组模型成缝效果对比分析发现,确定孔径120 mm、孔距1.5 m进行预裂爆破综合效果最好,有利于边坡成形。现场爆破应用得出,预裂边坡壁面平整,半孔痕迹清晰,孔痕连续性完好,半孔率达75%左右,掌子面根部到达预裂线位置,爆破效果良好,无需二次处理,证实了宽孔距大孔径边坡预裂爆破技术在控制边坡成形方面效果良好,为类似工程提供了参考。

神山石灰岩矿边坡预裂爆破数值模拟及应用

为了提高神山溜井平台边坡控制爆破成型效果,提出了采用宽孔距大孔径预裂爆破方式进行边坡成型控制爆破;设计中选取偏心装药结构并对各项爆破参数进行了研究和优化,提出了爆破质量控制措施;采用数值模拟技术对预裂孔成缝过程进行了数值模拟分析。结果表明:岩体在425μs时预裂缝贯通,成缝效果明显,未出现明显的超欠挖现象;现场爆破后边坡壁面平整,无明显超欠挖现象,半孔痕迹清晰,连续性较好,半孔率达到85%左右,达到预定目标。

地下铁矿采场边帮光面爆破参数优化与仿真分析

针对某地下矿山高阶段一步采采场边界存在的严重的超欠挖现象,对原有大直径间隔装药结构进行优化,采用光面爆破技术以控制采场边帮成型效果。通过理论分析得出了抵抗线、孔距及延米装药量的理论值,同时结合LSDYNA数值模拟软件建立了多组有限元模型,对各爆破参数进行优化,最终得出抵抗线为2.0 m,光爆孔间距为1.5 m,延米装药量为2.0 kg/m,选用70mm乳化药卷间隔装药结构时,光面爆破成型效果良好。为验证光爆参数的准确性,选取该铁矿703矿房进行现场试验,试验结果表明,采用优化后的爆破设计参数进行光面爆破后,采场边界成型效果良好,采场左边界超欠挖量约0.24 m,右边界因地质问题存在部分超挖,宜通过降低延米装药量来提高爆破效果。通过理论分析、数值模拟及现场试验,有效提高了该铁矿采场边帮控制成型效果,可为类似高阶段矿房爆破工程提供借鉴。

大型露天灰岩矿爆破粉尘影响评价及控制措施研究

大型砂石骨料矿山爆破开采过程中往往会产生大量粉尘,其浓度大、覆盖面积广,不仅不利于职工身体健康,同时也严重影响矿山生态。为实现矿山绿色开采,研究人员根据粉尘控制标准,通过对爆破粉尘控制、环境监测和边坡绿化三个方面进行深入逐步研究,通过理论模型对粉尘量、粉尘浓度进行计算,并绘制出粉尘浓度时程曲线,提出了粉尘控制关键措施以及防护方案,同时搭建完成环境监测措施,有效实现了大型露天灰岩矿爆破粉尘控制,为类似大型露天矿山绿色开采提供了借鉴。

乳化铵油炸药耦合装药结构在掘进爆破中的应用

针对地下矿山掘进爆破作业实际工况,考虑采用乳化铵油炸药耦合装药结构,代替原有乳化炸药不耦合连续装药结构进行对比分析试验。通过理论分析和经验估计相结合的方式计算出耦合装药条件下的炮孔数量、孔间距等相关参数,并绘制出专门的爆破图表;同时采用数值仿真技术建立了同种炮孔布置条件下两种不同装药结构的有限元模型,分析了两种模型爆破后对于岩体的损伤效果,并进行了现场对比分析试验。结果表明:乳化铵油炸药耦合装药结构对岩体的爆破损伤效果较乳化炸药不耦合连续装药结构提升明显,有利于提高岩体破碎度和单次解决近循环进尺,现场爆破试验发现,乳化铵油炸药耦合装药结构爆堆集中,无明显大块,现场测距显示爆破进尺率提高6.6~8个百分点,爆破效果明显优于乳化炸药不耦合装药结构。

地下矿山高阶段溜井爆破开挖设计与施工

针对某地下矿山直溜井爆破开挖工况,拟采用导井反井法钻凿中心导孔,并在溜井周边布设大孔径炮孔进行爆破开挖。将爆破工序分为上向中孔爆破和下向竖直大孔爆破两部分,结合经验公式计算了相关爆破参数,特别是溜井轮廓面光面爆破参数。同时为预测爆破效果,结合数值模拟技术分析了溜井爆破作业中的岩体损伤情况和光面爆破成缝情况,根据模拟分析结果进行了现场试验。实验结果表明,现场爆破后溜井成型较好,岩体破碎均匀,无堵塞情况出现,为类似工程爆破开挖设计与施工提供了参考依据。

复杂环境下砖混烟囱爆破拆除方案设计与实施

针对某复杂环境下的一座砖混结构烟囱爆破拆除工况,对现场进行充分调研,确定采用定向倾倒方式进行爆破作业。通过理论分析,结合类似工程实践经验,对爆破技术参数进行了计算并优化,开设高度对称定向窗,控制烟囱定向倒塌方向,并采用数码电子雷管,保障烟囱沿中心线倒塌;同时确定合理的切口高度、圆心角、单耗、一次齐爆药量等爆破参数,并对爆破作业进行了安全校核。为判断爆破方案是否合理,采用LS-DYNA数值模拟软件对烟囱倾倒过程进行预分析,观测其运动过程和最终倒塌方向。仿真结果表明:烟囱约经过6.5 s倒塌完成,倒塌方向与设计方向一致,经过几何分析发现未触及周边建筑物。现场爆破拆除过程中发现,烟囱沿设计方向倾倒,触地无前冲现象,爆破有害效应均得到了有效控制,为类似拆除爆破工程提供了一定的借鉴。

大断面超深溜井爆破扩挖施工设计与仿真分析

针对某大型露天矿山直溜井爆破开挖工况,采用“中心导孔+爆破扩挖”的正向开挖方式进行爆破作业,同时结合光面爆破技术控制溜井成型效果。通过对孔网参数、装药结构、延期方式等进行研究,并结合数值模拟预测结果对孔网参数进行了优化调整。结果表明:最小抵抗线为0.9~1.0 m,辅助孔距为0.94~1.07 m时,辅助孔之间裂缝基本贯通,可有效保障岩石破碎均匀,提高进尺效果。现场爆破作业采用精细化爆破施工控制措施,针对软弱岩层适当调整进尺和光爆参数,改良光爆装药结构及药量,降低了围岩扰动,保证井筒断面的成型质量。

50 m高砖结构烟囱爆破拆除数值模拟及施工设计

针对某复杂环境条件下50 m高砖结构烟囱爆破拆除工况,设计人员采用理论分析方法确定烟囱爆破缺口参数,采用延时爆破开设定向窗、密集空孔代替定位窗的方式控制爆破方向,同时对爆破有害效应进行了估算。为验证爆破方案设计的合理性,设计人员采用数值仿真技术对烟囱倒塌过程进行仿真分析,在砖结构单元之间定义弹簧单元,以还原单元间的黏结滑移效果,仿真结果表明烟囱基本沿设计方向倒塌并出现筒体下坐和中部折断现象。现场爆破过程中,烟囱倒塌过程历时9.0 s,基本与仿真结果一致,触地解离完全,爆破有害效应均得到有效控制,为类似工程提供借鉴。

电子雷管在光面爆破中的应用

针对光面爆破后的边坡光滑稳定及爆破后石料破碎块度均匀的要求,以温州绕城高速公路路堑开挖爆破工程为背景,对比测试了电子雷管和导爆管雷管的延时精度,并进行了电子雷管并联起爆网络和导爆管雷管复式起爆网络的光面爆破试验,比较2种雷管爆破后的石料块度,研究了电子雷管在光面爆破及石料块度控制方面的应用。试验结果表明:电子雷管延期时间的标准差、极差和延时误差均比导爆管雷管小,延期性能优于导爆管雷管。采用电子雷管进行光面爆破,爆破后的边坡表面平整,光爆孔清晰,效果好,且爆破得到的石料块度大部分集中在10～450 mm,块度均匀,能较好地满足工程需求。

琅琊山隧道软弱围岩爆破施工技术

根据软弱围岩的特点,分析了隧道爆破掘进对软弱围岩稳定性的影响。以琅琊山隧道爆破施工为工程实例,给出了软弱围岩爆破施工参数的选取方法,以此保障了施工进度、质量和安全,为类似工程爆破参数的选取提供了参考。

拆除爆破中飞石的控制与防护

分析了拆除爆破中飞石类型及产生原因,探讨了预防飞石危害的有效措施,以某一复杂环境下水塔爆破拆除工程为例,介绍了有效预防爆破飞石危害的安全措施。

马鞍山市铸造厂钢筋混凝土烟囱的爆破拆除

介绍了一座复杂环境下钢筋混凝土烟囱的爆破拆除,并根据烟囱的周围环境,论述了烟囱的爆破方案和爆破参数设计。对爆破振动进行了校核,采取了有效的防护措施,爆破达到了预期的效果。