3种现场混装炸药耦合装药炮孔壁峰值压力计算

炮孔壁峰值压力是产生炮孔周围应力场的源头,是造成孔壁附近岩石破坏的强动载荷。对于耦合装药,炮孔壁峰值压力是由爆轰波碰撞孔壁而生产的,通常这种碰撞是斜碰撞,并不是正碰撞。基于这样的物理事实,通过对现有耦合装药孔壁压力计算方法行了评述,并提出斜碰撞的炮孔壁峰值压力计算方法。结果表明,爆轰冲击理论计算结果接近实测值和数值模拟值;引入斜入射系数可计算爆轰波斜入射时孔壁压力,爆轰波碰撞在炸药与孔壁的分界面上,在不同的入射角度下,作用在孔壁的压力是不同的。孔壁压力与炸药特性、岩体特性、爆轰波曲率半径、爆轰波入射角等有关。

负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响

为了探究负压条件对T2/Q235爆炸焊接复合板界面的影响,选用硅藻土敏化的低爆速粉状乳化炸药作为焊接专用药,T2为覆板,Q235为基板分别在100、60、20kPa环境压力下进行爆炸焊接试验;采用金相分析等方法研究了复合界面的形貌特征和元素组分,采用数值模拟进一步揭示了负压爆炸焊接机理。结果表明,负压条件会增大粉状乳化炸药的装药密度,但爆速变化不大,20kPa条件下猛度比常压条件下提高8.4%;随着环境压力的降低,复合板界面波高和波长逐渐增大,20kPa条件下波高比常压下增加了49%,波长增加了23%;负压条件下T2/Q235结合面氧元素含量低于常压环境;数值模拟结果表明,T2/Q235界面波随着炸药的装药密度变大而增大,与实验结果一致。在爆炸焊接时密度为0.8g/cm^(3)(20kPa)比0.711g/cm^(3)(常压)炸药碰撞速度提高了16.3%,碰撞压力提高了66.3%。研究表明,负压相比于常压条件提高了爆炸焊接的炸药能量利用率。

复合乳化剂对乳化炸药稳定性的影响研究

研究并应用更有效的乳化剂对提高乳化炸药的稳定性有着重要的意义。使用高分子醇胺乳化剂和Span-80制作复合乳化剂,实验并记录复合乳化剂对乳化炸药稳定性的影响。实验结果说明,复合乳化剂能显著提高乳化炸药的稳定性和爆轰性能,优于单一乳化剂,可为乳化炸药的生产提供一定的借鉴。

工程爆破节能环保技术的应用探讨

所谓工程爆破节能环保技术,就是向炮孔某一特定位置注入一定量的水,之后再使用专门的设备制造而成的炮泥对其进行回填。这种水压爆破的爆破方式与常规的工程爆破相比,具有"节能环保"的作用。

乳化炸药钢靶板界面爆炸压力测试研究

炸药与固体介质接触面爆炸压力的测定十分重要,很多工程应用如爆炸焊接、爆破破岩、带壳弹丸爆炸等都有这种需要。为了测量乳化炸药作用在钢靶板界面上的爆炸压力,依据锰铜压阻法的测试理论,设计并应用一种界面爆压的测试系统。采用该系统初步测试了乳化炸药与钢靶板界面接触爆炸时的靶板表面压力,得到了较为满意的测试结果,并对测试的结果和误差进行了讨论和分析。

负压条件下球形爆炸容器内乳化炸药冲击波参数研究

为了探究负压条件下乳化炸药冲击波参数,在4m直径可调真空度球形爆炸容器内,开展不同负压和不同药量条件下的乳化炸药内爆实验,获得冲击波的超压时程曲线,重新拟合了乳化炸药在不同负压环境下的峰值超压公式和正压冲量公式。结果表明,乳化炸药质量每减少50g,峰值超压平均下降27%;环境压力每降低20kPa,峰值超压平均下降8.66%;乳化炸药在不同负压环境下的正压冲量约为单质炸药的81.3%;负压条件下的乳化炸药峰值超压和正压冲量实验值与传统经验公式相比误差均大于10%,而基于常压实验值拟合的公式与不同工况下的实验值误差均小于4%,能够精确预测不同负压环境下乳化炸药的冲击波参数。

基于无人机航测技术的露天矿山爆堆形态分析

露天矿山爆堆形态是爆破效果评价的重要组成部分。为了精准高效地评价台阶爆破的爆堆形态,明确相应的评价指标,采用了灵活性好的低空多旋翼小型无人机航测技术。以大宝山露天多金属矿山铁门661 m平台爆区为例,根据采场空间布局及精度要求,设置相对航高为100 m,五向航摄模式下的旁向和航向重叠率均为80%,爆区周边布设了4个像控点,采用Smart3D软件生成了台阶爆前爆后两期的三维可视化实景模型。三维模型误差较小,像控点高程中值误差为2.79 cm,均满足航测精度要求。通过IData软件进行点云和高程信息提取,得到了爆堆空间分布形态及尺寸参数,爆区拉裂范围较大且表面块度分区现象明显,认为与孔网参数设计、地质条件等有关。工程实践表明:无人机航测在爆堆形态分析方面具备一定的可行性,为台阶爆破效果分析提供了新思路。

岩石冻融损伤细观特征数值模拟研究

为了研究岩石在冻融循环作用下所产生的细观损伤,基于PFC软件,采用水颗粒体积膨胀所产生的膨胀力等效为冻胀力方法来模拟岩石冻融循环过程,结合岩石冻融循环后岩石单轴试验,从颗粒间的接触力、位移和微裂纹发展过程等细观层面对砂岩冻融损伤过程进行分析。研究结果表明:随着冻融次数的增加,试样边界区域相比中心区域更容易发生损伤,颗粒间接触量及接触力逐渐减小,导致裂纹数量增加,并以拉伸裂纹为主,但剪切裂纹占比在逐渐增加。研究结果可为寒区矿产资源安全开采提供理论依据。

露天矿山台阶爆破技术发展现状及展望

矿山行业数字化转型升级不断加快,台阶爆破作为露天矿山高效开采的重要技术支撑,必须紧跟行业发展趋势。将台阶爆破从发展历程上分为控制爆破、精细爆破、数字爆破及智能爆破,分析了各阶段的实际进展;从爆破全生命周期角度出发,针对爆破设计、钻孔技术、装药施工及爆破效果分析等关键环节进行了整体阐述,认为现阶段台阶爆破碎片化研究较多,未能形成有效的串联系统,建议从一体化技术体系、炸药与岩石自动匹配、数字化智能化转型技术研发等方面,开展科研攻关工作,促进爆破行业的高质量可持续发展。

180 m烟囱分段爆破拆除振动监测与安全分析

180 m待拆烟囱处于狭窄范围内,烟囱周围仅正东方向有最大倒塌空间103 m,且东侧边界上有南北走向的地下循环水管,直径3.2 m。经分析决定采用分段爆破,分别在烟囱±0.0 m和+90 m开爆破切口,分两次向东偏北15°定向爆破。为保证电厂内部运行机组及地下循环水管的安全,爆破前分析了爆破振动和塌落振动对周围几处重要设施的影响,重点分析了塌落振动对地下循环水管可能产生的挤压破坏,振动分析结果表明无论是塌落振动还是爆破振动都在安全允许范围内。爆破过程中在重要设施附近安装传感器进行振动监测,振动监测结果与振动分析相符。本次烟囱爆破拆除和振动安全分析实践表明,在场地不够的情况下,采用分段爆破技术拆除高烟囱是安全可靠的,塌落振动对循环水管的挤压安全分析方法可行。

智能台阶爆破的基本框架及未来发展

针对党和国家发展战略及爆破行业发展要求,提出了智能台阶爆破定义,分析了智能台阶爆破层次间关系、建设原则和分期建设的智能台阶爆破系统,即:台阶爆破爆区三维建模、智能爆破设计、智能仿真、智能钻机、智能装药、智能填塞、爆破网路无线连接、遥控起爆、智能爆破安全管理、智能爆破辅助警戒系统、智能爆破效果评价,规划了各个系统的重点建设内容及项目构成、实现途径和分期目标。组建全国智能爆破技术研究组织、确立智能台阶爆破框架、建立智能台阶爆破技术标准体系和验收标准体系、建设智能化示范台阶爆破场景等是突破技术瓶颈的主要方法,为智能台阶爆破发展提供了建议,对促进爆破行业的本质安全、高质量和可持续发展具有借鉴意义。

负压爆炸载荷作用下固支钢板变形研究

为研究负压爆炸载荷作用下结构的动态响应,以固支钢板为防护工程的简化单元,开展了负压爆炸实验,探究固支钢板在负压爆炸载荷作用下的变形规律,分析不同负压环境下固支钢板的极限应变和失效条件。采用AUTODYN对负压爆炸载荷作用下固支钢板的动态响应进行数值模拟,通过对比实验结果,验证了数值模拟结果的准确性。结果表明:随着初始环境压力的下降,相同爆距下钢板中心点的最大挠度和最大速度减小;负压爆炸载荷作用下,钢板整体出现塑性大变形,迎爆面形成凹坑,钢板四周在垂直于固支边界指向钢板中心的方向上出现明显的拉伸变形,钢板边缘区的挠度变化基本相同,中心点的最大挠度随着环境压力的下降而减小。通过双向应变假设,确定了钢板的动态极限应变为0.269。建立了负压环境下炸药爆炸冲击波的反射比冲量公式,并对基于刚塑性假设和能量准则提出的失效判据进行检验。研究结果可为负压环境下爆炸空气冲击波威力等效评估、高原环境下目标毁伤评估提供参考。

露天超深孔大抵抗线爆破技术研究

以清远市某矿山台阶爆破工程为研究背景,工程施工中410平台有一超高台阶大抵抗线的特殊工作面需一次性爆破。该工作面台阶高30 m,长80 m,宽20 m,台阶坡面角45°~80°。由于台阶高度大、坡面角小,且坡面坡比上下不一,造成了爆破施工技术难度大。爆破设计前首先使用RTK测量仪和全站仪对工作面和掌子面地形进行测量,然后根据地形图对掌子面各位置的坡面角进行计算,依据岩石性质、施工经验和钻机类型,确定爆破单耗和钻孔直径,综合上述结果再对前排炮孔的底盘抵抗线、钻孔倾角、孔深、孔距进行设计,同理依次对后排炮孔的抵抗线、钻孔倾角、孔深、孔距、排距进行设计。孔网参数确定后,根据各排炮孔抵抗线变化规律、各排孔单孔负担体积、爆破单耗和爆破作用均匀原则依次设计各排炮孔的装药结构,最后根据岩石走向和被保护对象的抗震要求,使用矿山软件3Dmine对起爆网路进行设计。施工过程中对布孔、孔深测量、钻孔、装药、网路连接等重点施工环节进行严格控制,爆破后取得了良好效果。

煤矿火区炮孔温度特性及快速测温方法的研究

针对煤矿火区炮孔测温效率和测温准确性间存在的矛盾,首先分析火区炮孔温度来源,然后在此基础上,通过Ansys热分析软件模拟不同温度来源的炮孔内部温度分布规律,并通过现场钻孔测温验证其准确性,最后结合炮孔温度分布规律,得出快速测温方法。结果表明:热源温度的热传导和裂隙中高温气体的热对流是火区炮孔高温的主要来源。通过粗略测温、观察炮孔等方式,得出炮孔只受热源温度和孔口冷空气影响时,对炮孔下端位置进行重点测温,可提高测温效率,并保障测温准确性。