预应力下组合试件冲击荷载试验能量耗散研究

为研究矿房爆破回采时,爆破动荷载对相邻尾砂胶结矿柱的稳定性影响,基于分离式霍普金森(SHPB)实验系统,对矿岩-胶结充填体组合试件开展三维动静组合SHPB实验,研究冲击荷载穿过矿岩对不同强度胶结充填体能量传递特性。试件在0.45MPa、0.50MPa、0.55MPa和0.60MPa四种冲击气压下,三种轴围压组合(Z_(0.9)-W_(1.8)、Z_(1.8)-W_(3.6)和Z_(2.7)-W_(5.4))条件下的能量传递特性经实验研究表明:Z_(0.9)-W_(1.8)时吸收能随着冲击气压增大,Z1.8-W3.6时吸收能随着冲击气压先增后减,透射能有细微增大。引入了实验的能量比例N_(X),发现80%以上的能量以反射能的形式返回入射杆;并建立四级筛分系统,统计分析试件破坏后的不同直径大小碎块的质量分数。

动载下矿岩-充填体能量传递规律及破坏特性

为研究嗣后充填采矿矿柱爆破回采时相邻胶结充填体内能量传递规律及破坏特性,利用霍普金森压杆装置,对矿岩与不同配比充填体组合试件进行单轴冲击实验。实验结果表明:能量传递过程中,大部分能量以反射波形式消散;随着应变率增加,吸能密度增大。同等吸能密度下,应变率(c)_(ZH330)<(c)_(ZH250)<(c)_(ZH180);冲击荷载下矿岩破碎形态呈简单块状。充填体破碎情况为,随应变率增加,呈块状分布减少,呈粉末状增多。当应变率在60 s-1左右时,ZH330较ZH250与ZH180,充填体粉末状明显减少;计算充填体平均粒径与分形维数发现,随应变率增大,平均粒径减小,分形维数增加。实验研究对嗣后充填采矿矿柱回采爆破参数选择及胶结充填体保护具有一定意义。

BP神经网络在爆破振动中的研究与应用

为准确地预测爆破结果、减少爆破振动对建筑的损伤和保障工人的安全,利用具有处理非线性问题能力的BP神经网络预测爆破结果。选取合格的爆破结果作为网络模型的学习样本,经过一定次数的训练学习后通过神经网络的前馈特性确定各层阈值和误差,完成对BP神经网络的建立,发现预测结果与真实结果相比的误差在10%以内。再结合PAC算法、POS算法或者MATLAB软件等优化网络后甚至可以将误差控制在5%以内。通过建立BP神经网络预测可以减少爆破作业带来的危害,降低安全成本,指导爆破作业的施工。

精细爆破技术在矿山的研究与应用

针对传统爆破作业普遍存在凿岩精度低、爆破效果差、事故率高等问题,结合矿山爆破作业特点,将精细爆破的理念引入矿山爆破。本文首先简要介绍了精细爆破的定义及其发展现状,其次分别从精细化设计、精细化施工、精细化管理三个方面进行论述,并结合精细爆破技术在黑岱沟露天矿和山东唐口煤矿的应用情况作了进一步阐述。结果表明,与传统爆破相比,采用精细爆破技术,在施工效率、爆破效果、安全环保等方面具有明显优势。最后对我国未来精细爆破技术的发展进行简单介绍。

基于高速摄影观测的预裂爆破裂纹扩展规律研究

为探究预裂爆破裂纹产生的机理及过程,深入研究其扩展规律,通过制备的素混凝土模型进行数孔一响预裂爆破模型试验,利用高速摄影仪对爆破过程中模型上表面进行观测,分析比较了逐孔起爆、两孔一响及齐发三种起爆方式下模型爆破预裂缝的成缝机理。结果表明:在相同条件下齐发时成缝时间最短(0.9ms),其次为两孔一响,逐孔起爆的成缝时间最长;裂纹扩展的起始速度齐发式起爆(632.58mm/ms)>两孔一响(427.71mm/ms)>逐孔起爆(284.38mm/ms)。逐孔起爆时的应力叠加作用最小,导致爆破所成预裂缝相比于齐发更为不规则,更容易出现分支裂纹。但其成缝速度稳定,能量的利用率最高,且由于没有了齐发时的应力叠加效应,对周边岩体损伤最小。

某矿区近地表开采地质灾害模拟研究

为了对某矿区近地表开采可能出现的地质灾害进行评估,采用离散元数值模拟方法,研究了近地表开采不断深入可能造成的地表扰动和地质灾害。结果表明:在开采过程中应采取切顶、护顶、留点柱等方法控制顶板冒落,且随着矿体倾角的增大,顶板冒落范围也将随之增大。开采过程中应注意矿体倾角的变化,加强顶板管理。研究为后续矿山选择合理的采矿方案提供了一定的理论依据。