防隔水煤柱切顶卸压定向爆破参数设计及工程应用

针对煤矿井下紧邻断层的防隔水煤柱稳定性保护问题,以鹤壁中泰矿业3309工作面防隔水煤柱为工程背景,对防隔水煤柱切顶卸压定向爆破参数设计及工程应用进行研究。通过对切顶卸压前后防隔水煤柱支撑压力分布进行对比分析,揭示了切顶卸压定向爆破作用机理,采空区顶板垮断时大悬臂结构被切断进而迅速垮落,防隔水煤柱上方侧向支撑压力缓慢上升然后延伸至深处缓慢下降到原岩应力。利用FLAC3D和ANSYS/LS-DYNA软件建立不同不耦合系数定向聚能爆破模型,数值模拟结果显示,切顶卸压后应力峰值降低了约27.8%,且峰值位置与3309工作面煤柱帮的距离明显增大,改善了3309工作面回风巷道附近区域应力环境;综合考虑切缝效果和炸药利用率,确定了不耦合系数1.7为正常段最优装药结构;根据数值分析结果和断层分布情况对3309工作面回风巷道进行系统性差异化爆破参数设计,现场应用表明切顶卸压定向爆破效果良好,对防隔水煤柱的保护起到了有效的作用。

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。

烟囱定向爆破的振动影响研究

针对烟囱定向爆破工作,对其产生的振动影响进行分析。根据爆破过程,从数学、力学分析的角度,对其发生前冲、后坐的过程进行建模,重点分析第一次前冲和第二次前冲的影响。通过各单元的参数配置,对烟囱定向爆破的过程进行仿真分析,从爆破、坍塌到2次前冲,一共持续了17s的时间。对爆破过程的振动分析,监测到了4个监测点上的振动速度变化波形,细致地分析了振动形成的影响。

数学建模在定向爆破中的应用

为解决在定向爆破建筑物拆除过程中,施工时间长、难度高、作业危险系数大等问题。用数学建模模拟仿真被拆除物在爆破时的受力状况,分析不同爆破点的位置和不同起爆顺序产生的位移和反力。结果表明,由于爆破点位和起爆顺序的不同,其爆破后的效果不同,从中选出最优方案进行施工,减少了人工计算时间,增加了定向爆破的安全可靠性。采用数学建模模拟仿真技术对定向爆破的拆除物进行模拟仿真具有可行性。

立井井壁可缩层开槽定向爆破技术研究与应用

陈四楼煤矿主井采用双层钢筋混凝土复合井壁结构,井筒穿过厚度368 m的冲积层,由于表土段井壁发生破裂,对井筒的安全使用产生重大安全隐患,采用改造井壁法进行修复治理,释放井壁中积蓄的能量,能够很好地达到防治井壁破裂灾害目的。然而在井筒井壁开槽期间,存在井壁突水涌砂风险,井壁开槽是井筒修复的难点。该文以陈四楼煤矿主井修复为例,采用“定向爆破+人工破除”的井壁开槽施工方案,通过爆破区域划分、优化爆破参数及作业顺序,减小爆破对外层井壁及开槽部位上下内层井壁的影响,达到保留井壁完好率与稳定性、开槽边界完整性的效果。

异形炮孔聚能定向爆破破岩数值分析与成孔技术

针对传统光爆技术中超挖严重的问题,文章提出了异形炮孔聚能定向爆破技术。基于理论和数值分析软件LS-DYNA分析了异形孔爆破原理,利用切槽口聚能导向作用使周边眼间形成连线,成孔过程中实现了钻孔和切槽一体化。研究结果表明:该技术可增加周边眼间距,降低周边眼数量,提升钻爆效率和光爆效果,改善超挖问题。

复杂地质条件下定向爆破截流技术研究

以某水电站定向爆破截流为例,介绍了定向爆破截流相关经验。对复杂地质条件下的水利水电工程截流位置选址、截流围堰设计、截流定向爆破设计及施工等关键技术进行探讨。

定向爆破技术在露天采矿工程中的应用

随着矿石资源日益减少,矿石品位的下降以及环境保护意识的增强,传统的采矿方法已经不能满足矿石开采的需要。定向爆破技术作为一种新兴的矿山爆破方法,其应用能够有效地提高采矿效率,减少对环境的影响。通过精确控制炸药的爆炸能量,能够实现预期的工程效果,包括但不限于拆除旧建筑物、开辟新的采矿作业面以及在特定的地质环境下进行有效的土方工程。因此,本文将从定向爆破技术的原理和特点出发,探讨了其在露天采矿工程中的应用,以及对采矿效率和环境保护的影响。

分块抛掷法——定向爆破堆坝形状设计

本文发现爆破岩石裂口开度与抛掷石块动能成比例,且这两个参数为常数,使得复杂的堆积形状计算简化。本文按抛物线计算石块落点,按摩擦力计算石块滑动距离,提出了分块计算堆积体绘制三视图的精确方法。

复杂环境下210m烟囱定向爆破拆除

介绍了江西南昌发电厂210 m高钢筋混凝土烟囱定向控制爆破拆除的成功经验。着重介绍了切断圈梁的预处理措施、爆破切口形状、尺寸及开凿工艺、爆破参数、电子数码雷管起爆网路、爆破安全技术及爆破效果等,并对爆破振动进行测试和分析。提出了开凿拱形超大导向窗和防飞溅减振降尘综合防护方法。特别是电子数码雷管首次在高达210 m高的构筑物爆破拆除中的应用,提高了延期精度,同时具备良好的抗杂电的效果,保证了爆破工作能够在发电厂中安全实施。在未来大规模、高水平的复杂工程爆破中将具有很好的应用前景。

高耸建筑物定向爆破中切口长度安全范围的研究

爆破拆除高耸筒体结构时 ,爆破切口长度的合理选取是爆破成功的重要因素。目前的实践经验 ,爆破切口长度取为切口处筒体圆周长的 6 0 %～ 6 6 % (即 3/ 5～ 2 / 3) ,按此取值范围进行施工 ,爆破效果的好坏并存 ,事故仍有发生 ,这说明此取值范围偏大。借助有限元软件ANSYS ,通过数值计算 ,可获得起爆瞬间 ,在结构自重作用下引起的爆破切口支撑部的应力与应变状态 ,因而 ,可分析出爆破切口长度较安全的取值范围。对比实际拆除爆破的效果 ,爆破切口长度取切口处筒体圆周长的 6 2 %～ 6 4 %是比较安全适宜的。数值分析所得出的结论 。

框架剪力墙结构的定向爆破倒塌过程

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,分别采用整体式模型和共用节点分离式模型对某高层框架剪力墙结构的定向爆破拆除进行数值模拟。通过与实际工程的对比发现,分离式模型模拟的效果更贴近实际,模拟结果更准确;此外,待拆除结构的爆破切口适当上移,可以减少结构的倒塌范围;最后,分析了钢筋和混凝土单元的应力时程曲线,指出共用结点分离式钢筋混凝土模型能很好地反映钢筋和混凝土材料的力学性能差异。

高放废物地质处置切缝药包定向爆破技术研究

基于切缝药包定向断裂技术,详细研究了切缝药包在巷道爆破中的爆发过程及其破坏原理;并结合高放废物地质处置爆破工程的特殊性(围岩损伤要求尽可能的小),论述了甘肃北山坑探设施BET项目,设计了切缝药包定向爆破的参数。并从理论上分析了高放废物地质处置工程定向断裂爆破岩石破坏的起裂及破坏判据,其采用动态力学参数(动抗压强度、动抗拉强度、动态弹性模量、动泊松比、动断裂韧性、动应力强度因子等)对该破坏判据进行了刻画。进一步的,在同一巷道掌子面情况下,于不同左、右帮部位置处,实施了切缝药包爆破试验,发现在采用切缝药包的右帮位置处,光面爆破效果良好,并且在切缝药包处的围岩损伤范围与爆破振动速度均较普通药包情况下的损伤范围小,验证了通过上述方法计算得到的爆破参数是合理的,切缝药包技术应用于高放废物地质处置工程是可取的。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,该文爆破试验获取的爆破数据仅仅是对切槽药包定向断裂爆破在高放废物地质处置工程的初步探索,该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有一定的理论指导意义。

定向爆破抛掷距离与最小抵抗线关系研究

抛掷距离是抛掷堆积的关键,而抛掷堆积又是定向爆破的核心内容,为了进一步验证抛掷距离与最小抵抗线的关系,通过选取不同爆破参数和布药结构的模拟试验,对抛掷距离进行系统分析与研究,以期获得正确结论并指导定向爆破设计。

烟囱高位组合切口定向爆破倒塌过程数值研究

针对复杂环境下爆破切口高度在百米位置的烟囱定向爆破拆除工程,为研究正三角矩形与倒三角矩形组合切口对烟囱爆破拆除倒塌及受力过程的影响,结合实际工程,利用LS-DYNA有限元软件分别建立两种切口形状下钢筋混凝土分离式共节点烟囱模型,对烟囱倒塌及受力过程进行了系统研究。结果表明,爆破切口形成后,约2~3 s的中性轴稳定时间(切口系数K=0.56~0.58)是烟囱不出现过早下坐和形成定向倾倒趋势的关键条件;支撑部位内侧混凝土承受的压应力要大于外侧混凝土,倒三角矩形较正三角矩形组合切口能够延迟切口角端压剪破坏的发生,延缓支撑部位中性轴后移速度以及使支撑部位承受较高压应力,有利于烟囱避免过早下坐和安全精确定向;由于倒三角矩形组合切口与倒梯形、倒三角梯形组合切口具有一定共性,烟囱高位切口定向爆破切口形状建议优先采用倒三角型切口。

复杂环境下65m高砖结构烟囱定向爆破拆除

介绍了65 m高砖结构烟囱的爆破设计和施工方案。针对烟囱内衬较厚的特点,采用浅孔与深孔搭配布置的布孔方式,合理选用爆破施工参数、施工工艺和安全防护手段。为了有效破坏烟囱较厚的内衬层,采用150 g集中药包和200 g间隔装药药包2种装药结构。达到了预期爆破效果,并对爆破过程中出现的问题进行了分析。

钢筋混凝土框架楼群定向爆破拆除

介绍采用一次爆破拆除3栋钢筋混凝土框架楼房的设计原则、爆破参数及安全防护措施。由于被拆楼群周围环境复杂,1#楼沿楼体纵向采用自东向西逐段坍塌方式拆除,为2#楼的向南倒塌预留出空间,3#楼最后向南倾倒。详细介绍1#楼所采用的爆破方案及实施过程。在爆前预先切割横梁把楼体分割成相互独立的四部分,利用秒差雷管分别依次从东向西逐段进行爆破和解体。着重介绍了爆破切口高度的确定方法、钻孔爆破参数的选取原则、试爆方案的实施、起爆顺序的确定、预处理方法以及相应的安全防护措施等。

定向爆破坝坝体结构与渗透特性的研究

本文提供了已衣定向爆破坝观测研究结果，主要是：（１）研究了坝体结构特性与渗透稳定机理；（２）进行两年直接挡水试验；（３）初步查明坝内渗流的水面分布、流态及水头损失；（４）给出了单宽坝体渗流量计算方法与经验表达式．

高大建筑物定向爆破地震振动效应监测与控制研究

爆破地震振动为城市控制爆破四大危害之首,在量纲分析的基础上,根据地震控制原理,结合两例粮库混凝土粮仓和一例14层家属楼计三例A级定向爆破拆除工程的地震监测结果分析,就高大建筑物定向爆破地震振动的控制和减振措施进行了探讨。

复杂环境下10层非对称框架结构楼房定向爆破拆除

由于被拆10层楼房地处繁华区域,且结构坚固,立柱尺寸不一致,高跨比小不易倾倒,设计在1~4层布设切口,并选取较大炸高和半秒延期雷管,以有效降低爆堆高度,减小地面震动。立柱采用梅花形布孔,并通过试爆确定了合理的爆破参数。为防止楼房结构不对称而导致倒塌方向的偏转,大楼东侧第8纵列所有立柱雷管均在原有网路基础上提高一个段位。爆破后达到了设计目标。