聚能管爆破参数对周边爆破效果的影响

在巷道施工过程中,周边爆破是非常重要的环节,使用聚能管爆破来提升周边爆破的效果是一种常见的方式。但是聚能管爆破的诸多参数设置不合理,仍然会使得周边爆破的定向破坏效果不明显,轮廓线受破坏较大,炮孔留存度低和超欠挖的现象。为了进一步提高爆破损伤的方向性,改善爆破质量,需要对聚能爆破的参数进行优化,达到更好的施工效果。使用ANSYS/LSDYNA进行数值模拟实验,从炸药-聚能管耦合性与不同的应力波相遇位置这两个方面进行研究,寻找相对应的合理爆破参数。对数值模拟结果进行分析,当炸药与聚能管之间的不耦合系数为1.12时可以在保护围岩岩体与定向破坏之间取得平衡。改变相邻两组炸药的起爆位置,使得同一水平面上的爆炸引力波相遇位置偏移至两炮孔之间3/4的位置时,轮廓线的完整程度得到了较大程度的提高。通过这一系列结果可以得出在聚能管与药卷之间采用不耦合结构,根据聚能管大小采用合适的药卷,并通过改变炸药的起爆位置使得炮孔之间的应力波相遇的位置发生改变,可以较大幅度地降低对留存岩体的损害。对这两个研究较少的参数进行优化,从更广的角度对爆破效果进行提高,使隧道巷道工程获得更好的轮廓线效果与炮孔完整度,降低超欠挖。

炮孔堵塞长度对爆破效果的影响研究

在爆破工作中,炮孔堵塞的效果对爆破工作的效果与安全有很大的影响,为了提高爆破效果、降低爆破成本,确定炮孔堵塞的最佳长度很有必要。结合爆轰波理论和理论力学,采用理论分析与LS-DYNA数值模拟相结合的办法,进行炮孔堵塞长度对爆破效果影响的研究,并通过现场进行验证。研究结果表明:炮孔深度在0.6~1.4 m时,最佳的炮孔堵塞比例为0.38~0.54,且随炮孔深度的增大而减小,炮孔深度在1.6~2.4 m时,最佳的炮孔堵塞比例为0.36~0.38;炮孔深度超过1.2 m,同时炮孔堵塞长度≥1/2炮孔深度后,存在炮孔堵塞过长效应导致爆破效果不佳。径向不耦合系数R对炮孔的最佳堵塞长度具有显著的影响,当R≤1.8时,最佳炮孔堵塞长度随着R的增大而减小,当R>1.8时,最佳炮孔堵塞长度不随R改变。在大同王村煤业有限责任公司8107顶回风巷进行了现场试验,分别对1.2 m和2.2 m的掏槽孔以及2.0 m的辅助眼进行试验,炮孔的最佳堵塞长度分别为50 cm、90 cm和80 cm,与理论计算、数值模拟的结果相吻合。