高程放大效应对露天采场爆破震动衰减的影响研究

露天采场边坡对爆源不高于坡脚处的爆破震动存在放大作用。通过对露天采场高程放大效应机理分析,认为萨道夫斯基公式难以准确描述采场内爆破震动衰减规律;通过引入高程因素对萨道夫斯基公式进行修正,运用最小二乘法原理进行多元线性回归分析,建立震动衰减模型。对司家营铁矿Ⅱ采场中深孔爆破进行现场监测,验证了高程放大效应的存在。回归计算结果表明,修正的萨道夫斯基公式更具科学性。

凝胶结合剂超细金刚石磨粒工具的制备及应用

利用溶胶凝胶原理制备超细粒度金刚石磨料工具。提出对超细金刚石磨料进行剪切分散解决磨料在凝胶结合剂中的分散问题;选用复合干燥控制化学添加剂改善凝胶结合剂基体的性能;加入偶联剂提高凝胶结合剂基体对超细金刚石磨粒的把持能力。研究结果表明,经剪切分散后的超细金刚石磨料在凝胶结合剂中分布均匀;复合添加剂成功抑制了凝胶结合剂基体的收缩并防止了其脱水失效;偶联剂通过化学键合的作用有效提高了凝胶结合剂基体对超细金刚石磨粒的把持能力,减少了磨粒的脱落。采用所制备的超细金刚石凝胶结合剂工具磨抛加工两种典型的硬脆性基片材料,获得了纳米级甚至亚纳米级的超光滑无损表面。

全长锚固预应力树脂锚杆受力特性分析及应用

传统的锚杆作用机理大多从锚杆自身的受力状态入手,对于锚杆整体结构与围岩之间相互作用的规律研究较少。通过理论分析、现场实测等手段,从全长锚固预应力树脂锚杆加固围岩的轴向锚固作用、托锚力作用和横向锚固作用来着重分析锚杆、托盘、锚固剂与围岩之间相互作用的规律,以及与围岩长期相互作用过程中锚杆的受力分布特征,并通过现场支护试验校验了全长锚固预应力树脂锚杆的锚固效果。研究所得结论可为全长锚固预应力树脂锚杆的支护设计和现场支护应用提供理论参考。

不同预应力下端锚锚杆的受力特征数值分析

在总结已有锚固理论研究成果的基础上,首先对全长粘接式锚固锚杆和端部粘接式锚固锚杆的工作机理进行了探讨。然后通过FLAC3D软件建立了端锚锚杆的三维受力模型,分析了端锚锚杆在加托盘预应力为0、10、60kN时和不加托盘时的应力分布,揭示了端锚锚杆的受力特征:随着预应力的增大,应力分布有往锚杆端部收缩的趋势。并且分析了在预应力为0和60kN的情况下,围岩表面相对不加锚杆时的位移分布,围岩表面相对位移集中在以锚杆锚固点为中心、1m为半径的范围内,在锚固点处相对位移值最大,并且在此范围内相对位移急剧减小。最后通过现场预应力锚杆轴向力量测试,验证了所得结论的合理性。

基于等效路径的爆破地震波衰减规律

针对露天矿山台阶爆破地形和地质条件的复杂性,分析了地形对爆破地震波传播路径的影响,提出了等效路径及等效距离两个概念。同时考虑岩石波阻抗和岩体的完整性系数及最大一段装药量与炸药的定容爆热等因素的影响,构建了露天台阶爆破地震波地表质点振速峰值随等效距离衰减的表达式。通过矿山爆破震动监测检验,发现用该公式预测地表质点振速峰值,能够适应实际地形和地质条件的变化,预测结果的准确性显著高于萨氏公式,表明该公式较好地反映了质点振速峰值沿等效路径衰减的基本规律,为台阶爆破地震波质点振速峰值预测提供了一种新方法。

基于BP神经网络的露天采场爆破振速预测

以首云露天铁矿爆破震动实测数据为基础,运用BP神经网络原理,建立了以总药量、最大段药量、爆心距和高程差为输入层的神经网络模型,预测爆破震动峰值振速。将爆破震动监测数据与BP神经网络预测结果和萨氏公式预测结果比较,BP神经网络预测爆破震动峰值平均误差为17.16%,远低于萨氏公式预测的平均误差44.12%,表明BP神经网络预测爆破震动强度精度更高,结果更可靠。

基于ImagePy工具的岩块图像二值化分割研究

在岩块图像分析识别前的预处理工作中,为了平滑岩块图像本身的局部噪点并保护岩块图像的目标区域,对岩块图像二值化分割进行了研究。提出利用ImagePy进行露天爆堆黏连岩块图像预处理的分析方法,明确了露天爆破现场图片采集要点和对小岩块区域变异系数考虑的方式,开发了基于ImagePy的双边滤波器插件,选定(30,11,11)三参数进行双边滤波分析。实例分析证明本方法对露天爆堆岩块图片处理能得到良好的二值化分割效果,同时证明开源图像处理框架ImagePy在爆堆岩块图像预处理具有较好的可行性。

枫叶红花岗石游离磨料加工表面特性研究

采用游离磨料加工一种典型的枫叶红花岗石,并对其不同区域经粗磨、精磨、抛光后的表面粗糙度、光泽度和表面形貌进行了对比研究。结果表明,经过8 h抛光后,枫叶红光泽度达到89,且石英区较长石区更容易得到好的表面加工质量,抛光后的表面粗糙度值分别为0.05μm和0.14μm。

运用GA-BP神经网络对爆破振动速度预测

为了更好的预测爆破振动速度,运用遗传算法(GA)对BP神经网络的权值与阈值进行优化,构建GA-BP神经网络预测模型。结合华润小径湾实际爆破工程监测数据,确定以最大单段药量、爆心距以及测点至爆心的高程差作为输入参数,对爆破振动速度进行预测,并与BP神经网络模型的预测结果进行对比。结果表明:GA-BP神经网络模型预测结果的平均相对误差为5.80%,明显小于BP神经网络模型预测的平均误差14.19%。相比之下,GA-BP神经网络模型的预测精度更高,稳定性更好,可为多因素影响下类似工程爆破振动速度预测提供借鉴经验。

全剪力墙结构楼房的定向爆破拆除

介绍了全剪力墙结构楼房的定向爆破拆除。根据楼房剪力墙特点和周围环境,选择向北部空地定向倒塌的爆破方案,对1~4层剪力墙、楼梯进行局部预拆除;选择三角形爆破切口,采用四通与"大把抓"相结合的复式起爆网路,整体对角式延时起爆技术,实现大楼剪切解体;采用主动防护与被动防护相结合的安全防护技术,有效地控制爆破振动、塌落振动和爆破飞散物,取得了良好的爆破效果。

基于脆性指数和熵权理论的岩体可爆性分级方法

为提升岩体可爆性分级的准确性用以指导爆破作业,将岩石脆性作为反映岩石爆破特性的指标之一,选取岩石单轴抗压强度与单轴抗拉强度比值作为岩石脆性指数,将岩石脆性指数、岩石容重、完整系数、动载强度作为岩体可爆性分级指标,运用熵权法建立属性识别模型,进行岩体可爆性分级。结果表明,脆性指数作为可爆性分级指标是合理的;采用熵权法进行岩体可爆性分级,降低了各指标权重计算的人为干扰,更加客观实际。

基于双门限阈值的爆破块度图像识别研究

为改进爆破块度图像分割中容易存在的过分割、噪声、"黑洞"现象等问题,提出了双门限阈值分割技术,开展了多种类型的爆破岩块图像分割实验和小型爆堆的手工测量实验,实验结果表明,双门限阈值法与灰度阈值法、适应性阈值法、Otsu大津法等常用的分割方法相比,对爆破岩堆的图像分割效果更优,能够解决岩石表面噪声问题;与手工测量相比,双门限阈值技术对爆堆图像分割的平均相对误差为12.0%,误差主要因岩块的边缘棱角效应所致,这种效应使得分割结果偏大。双门限阈值分割技术能较好地应用于爆破块度图像识别。

大尺寸单晶金刚石磨抛一体化加工研究

金刚石因其优异的物理性质被视为下一代半导体材料,然而其极高的硬度、脆性和耐腐蚀性导致其加工困难,尤其是对于大尺寸的化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)单晶金刚石(SCD)晶片而言,目前还缺乏一种高效、低成本的磨抛加工方法。本文提出一种基于工件自旋转的同心双砂轮磨抛一体化加工技术,在一次装夹中,先采用金刚石磨料的陶瓷内圈砂轮磨削单晶金刚石晶片表面,将单晶金刚石表面迅速平坦化,后采用金刚石与CuO混合磨料的外圈溶胶-凝胶(sol-gel,SG)抛光轮抛光单晶金刚石晶片表面,使其在较短时间内完成从原始生长面(Sa约46 nm)到原子级表面精度(Sa<0.3 nm)的加工。磨削加工中,硬质金刚石磨料的陶瓷砂轮高速划擦金刚石晶片表面,在强机械作用下获得较大的材料去除以及纳米级的光滑单晶金刚石表面,同时引起进一步的表面非晶化;SG抛光加工中,硬质金刚石磨料高速划擦单晶金刚石表面形成高温高压环境,进一步诱导CuO粉末与单晶金刚石表面的非晶碳发生氧化还原反应,实现反应抛光。磨抛一体化的加工技术为晶圆级的单晶、多晶金刚石的工业化生产提供借鉴。

保护层开采爆破技术数值模拟研究与应用

为保证保护层开采的爆破效果,提高施工效率并降低爆破成本,采用垂直炮孔底部填充波阻抗差异较大的垫层材料的技术进行保护层开采爆破。在分析爆炸应力波的特点、作用范围、反射与透射原理后,选取泡沫混凝土加松砂作为复合垫层材料。使用LS-DYNA对不同保护层开采爆破高度和不同泡沫混凝土高度的保护层开采爆破进行模拟分析,探索保护层开采爆破的合理高度。分析认为,采用25 cm泡沫混凝土加10 cm松砂复合垫层时,保护层开采爆破高度宜为4 m。研究结果在广东太平岭核电站建设中得到运用,建基面岩体得到良好的保护。

复杂环境条件下的逐孔松动爆破技术试验研究

采用逐孔松动爆破方法解决复杂环境条件下土石方爆破对振动、飞石等危害有严格要求的难题,并在小径湾华润大学土石方爆破开展现场试验研究.依据爆破方案、岩体工程条件与周围环境,合理选择爆破参数和装药结构,计算确定了孔间微差时间和排间微差时间,采用电子雷管V形爆破网络起爆.试验结果表明,采用电子雷管逐孔松动爆破方法,显著降低了爆破振动,现场无飞石,爆堆规整,能适用周边环境复杂的土石方爆破.