基于C型聚能管的聚能水压光面爆破技术原理及应用

针对常规光面爆破存在的问题,依托栾卢高速公路碾盘隧道现场施工,详细分析了聚能水压光面爆破技术原理,阐述了第二代C型聚能管的结构特点、技术优势、装置组装流程及装药结构,并开展了聚能水压光面爆破技术现场试验研究。理论分析证明:在空气-水复合介质作用下,聚能水压爆破冲击波到达孔壁时的应力较常规光面爆破时增大,围岩振速降低。侵入岩体后,成缝过程可分为聚能射流切缝阶段、岩体压碎阶段、裂缝发育阶段、裂缝扩展阶段、最终成缝阶段。现场试验及工程应用表明:与常规光面爆破相比,采用聚能水压光面爆破技术时,周边眼间距增大,炮孔利用率提高约16.69%,半眼痕率增加约40.47%,最大超挖降低约49.88%,围岩平均峰值合振速降低约48.96%,有效保护了围岩稳定性,且爆破效果得到显著改善。

PVC间隔装药光面爆破技术在掘进爆破中的应用

传统巷道掘进爆破过程中常使用导爆索间隔装药结构进行光面爆破作业,但该结构单孔装药时长较长,施工效率较低且成本较高,面对此类工程问题,考虑采用PVC间隔装药结构,利用乳化炸药的殉爆性能进行传爆以代替导爆索进行光面爆破,同时结合LS DYNA数值模拟软件对该结构进行仿真分析,仿真结果表明:在25mm的PVC材料间隔条件下,乳化炸药完全传爆,爆破后炮孔上部区域保存完好,未发生明显侵蚀,可有效留存半孔壁达到光爆效果,贴近炸药的下部区域矿体材料失效,侵蚀较为完全,配合崩落孔可有效崩落矿体。现场爆破施工过程通过合理调整周边孔孔距进行了光爆试验,爆破后半孔率可达73%,超欠挖量在20cm以内,最大孔痕长度达2.9m左右,基本达到光面爆破效果,可为无导爆索光面爆破技术的研究提供借鉴。

两种无导爆索光面爆破装药结构试验研究

传统光面爆破装药结构须贯全穿孔敷设导爆索,存在施工效率低、爆破成本高等问题。为节省边坡开挖的光面爆破成本,提高工作效率,以贵州某五级边坡爆破开挖为工程背景,基于空气间隔装药和殉爆原理,通过理论计算确定装药结构参数,设计了两种无导爆索的光爆孔装药结构,并进行了现场试验。试验结果表明,两种无导爆索装药结构均可以顺利起爆,但底部连续装药结构存在底部围岩损伤严重、光面爆破效果差的问题;非连续三段式装药结构起爆后围岩保护较好,半孔率最高达到了80%,取得了良好的光面爆破效果,达到了简化工序、提高效率和节约成本的目的,具有很好的经济效益与推广价值。

边坡开挖光面爆破对岩体损伤的影响分析

边坡开挖爆破必然造成边坡岩体的损伤。通过受损边坡岩体取样岩芯裂隙的统计分析、声波速度测试、岩芯切片微观结构的电镜观察及岩芯的强度试验,发现光面爆破对边坡岩体的损伤程度与爆破规模无明显关系,而与光爆孔的线装药密度有关,损伤区岩石的强度明显降低。

井下矸石仓全深度一次爆破成井技术

为保证垂深13.2 m的矸石仓的全断面深孔一次光爆成井,采用分段式菱形掏槽、中心空孔设置抛掷弹改善掏槽、大空腔比装药结构的周边孔光面爆破以及掏槽孔和辅助孔分段集中装药,科学合理地选择爆破段高、装药量、装药结构、起爆顺序和时差,达到了成型良好的预期爆破效果,实现了安全、高效、快速的掘进的目的。同时提出了安全技术措施,对类似的工程具有一定参考借鉴价值。

双药室装药实现能量补偿的技术研究

从理论上分析了双药室装药方式实现能量补偿、增大p-l曲线作功面积的可行性,并进行了相关实验。主装药室和附加药室的装药量分别为32和10g,控制主装药室和附加药室的点火时间差为1.5ms。结果表明,双药室装药p-l曲线的作功面积较普通装药明显增加,在150MPa附近出现了压力平台,炮口初速提高了56.3m/s。采用双药室、适时补充能量的装药方式能够增大p-l曲线的作功面积、实现压力平台、提高炮口初速。

光面爆破软垫层装药结构参数理论分析

以空气垫层和水垫层为例介绍软垫层光面爆破装药结构爆破机理 .软垫层缓冲了爆炸压力 ,减少了对孔壁岩石的压缩破坏 ,延长了爆生气体准静压力的作用时间 ,有利于光爆成缝 .据光面爆破要求 ,分析了软垫层光爆装药结构参数 ,主要探讨了轴向不耦合系数或软垫层高度的确定方法 ,提出了理论计算公式 .

地铁区间隧道不同装药结构光面爆破应用研究

为了提高光面爆破效果,以青岛地铁为工程背景,进行了周边孔不同装药结构的光面爆破试验研究。理论分析了连续装药和间隔装药2种装药结构爆破对孔壁的压力情况,从切缝药包爆破裂纹的成缝机理上,解释了切缝药包定向断裂控制爆破技术改善光面爆破效果的原因。通过现场应用得出:当进尺为1 m且岩性较好时,采用连续装药结构,岩性较差时,采用切缝药包连续装药结构;当进尺在1～2 m且岩性较好时,采用轴向空气间隔装药结构,岩性较差时,采用切缝药包轴向空气间隔装药。施工中取得了理想的爆破效果,施工经验被青岛其它2条地铁线及相关隧道所吸纳。

煤矿井下巷道矸石充填技术研究与实现

结合了邢东矿井的试验情况介绍了井下巷道矸石充填技术,经过分析、研究,进行了矸石充填工程的整体规划、设计、试验,并针对设备对不同地质条件巷道的适用情况进行了改进。

周边孔炮眼间距对光面爆破效果的影响

基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破的爆破参数,得到了适宜于本项目的爆破实施方案。进而,着重研究了周边炮孔间距对光面爆破效果的影响,分别从爆破原理、断裂力学原理、经验方法的角度,计算了适宜于爆破的周边炮眼间距,其间距值约为50 cm。进一步实施了在不同周边孔间距情况下光面爆破的施工效果,验证了通过上述方法计算得到的周边孔间距是合理的。同时,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,爆破试验获取的爆破数据仅仅是对不同周边孔间距的初步探索,研究可对后续工程开挖提供相应的试验数据与理论支撑,对于深部地下工程的爆破开挖及高放废物的深地质处置,有一定的理论指导意义。

复杂地质条件下光面爆破间断不耦合装药结构的试验研究

以现场试验研究为基础，提出了利用间断不耦合装药结构，改善含软夹层岩体光爆效果的技术措施，并给出了在含夹层石灰岩和页岩中，其夹层厚度与最佳间断距离之间的关系曲线。采用该项技术不仅能保证施工安全，而且能保证边坡无浮石危险。

水不耦合装药结构在煤矿井巷掘进光面爆破中的应用

煤矿井巷施工中,光面爆破应用日益广泛,根据煤矿井下爆破条件和安全要求,提出一种合理的装药结构形式——水不耦合装药,包括环向间隙水不耦合装药和轴向垫层水不耦合装药。在全面分析了水不耦合装药的特点的基础上,进行现场应用,结果表明:既保证了井巷周边光面爆破成型效果,又降低了爆破材料的消耗。

双向聚能拉伸爆破新技术在节理岩体中应用

通过对光面爆破技术及其技术原理所面临的问题以及相关的定向断裂控制爆破技术的不足之处分析,引入了双向聚能拉伸爆破技术,并简要分析了该技术的基本原理和优点,同时介绍了在硐室工程中的高岩台应用情况。

光面爆破装药不偶合系数的计算

本文以爆轰气体动力学及岩石断裂理论为基础,给出了不偶合装药时的不偶合系数的计算方法;并分析了不偶合作用在光面爆破参数设计中的作用,通过计算值与实际试验取值对比,证明该计算方法是可靠的。

细粒尾矿坝槽孔管排渗机理及其计算方法

槽孔管排渗是一种新兴的尾矿坝排渗技术。基于达西渗流定律、质量守恒定律和反滤层排水降压原理,通过理论分析和总结前人的研究成果,研究槽孔管排渗机理及其计算方法。通过建立槽孔管排渗系统理论计算模型,推导出等效反滤层半径、系统总渗流量计算公式。通过工程实例验证了理论研究成果的合理性。

利用数值模拟技术优化光面爆破炮孔间距

利用西石门铁矿的基本岩体力学特性,通过有限元数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对光面爆破周边眼的耦合装药爆破过程进行模拟,在能对岩石正常崩落的同时尽可能减小对围岩的扰动,得出了较为合理的周边眼的炮孔间距为0.6 m,提高了光面爆破的效率。

爆生气体在光面爆破中的作用

本文论述了爆炸应力波、爆生气体准静态压力在爆破破裂过程中的作用，作者认为，当应力波越过径向裂纹尖端后，爆生气体准静态压力在光面爆破破裂过程中的作用是主要的，运用有限单元法计算在爆生气体准静态压力作用下炮孔周边径向裂纹的应力强度因子K1，并绘出了径向裂纹尖端周围应力的分布情况，分析研究了渗入到径向裂纹中的爆生气体对径向裂纹扩展的影响，以及径向裂纹数量、长度、空孔、自由面对径向裂纹扩展的影响和长裂纹对短裂纹扩展的影响。所得结果可供分析光面爆破机理和进行光面爆破设计时参考。

宋家湾连拱隧道控制爆破技术研究

十白高速公路宋家湾连拱隧道地质条件复杂,裂隙发育,在爆破过程中存在超欠挖严重、隧道轮廓线不规整、中隔墙出现较多裂缝等问题。针对隧道不同围岩级别采取控制爆破技术,对连拱隧道开挖方式、各洞爆破参数、装药结构和起爆网路进行了优化设计,达到了减小爆破震动和改善爆破效果的目的。

巷道压顶光面爆破裂隙扩展模拟及参数优化

为了优化爆破孔网参数,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立光面爆破的炮孔爆破数值仿真模型,以压顶光面爆破孔网参数变量控制模拟爆破裂纹扩展。研究结果表明:巷道压顶光面爆破孔网中设置诱导控制孔,能够有效诱导爆生裂纹的定向扩展,有利于提高光面爆破的巷道壁光滑平整度;在压顶光面爆破中,诱导控制孔的应力时程曲线拉应力表现突出,有利于诱导裂隙的扩展演化,单元受压时诱导控制孔表现为卸压应力状态;以裂隙的演化扩展曲线为评价指标,在孔网参数中添加诱导控制孔,周边孔间距取900 mm时裂隙形成的巷道壁光滑整齐,可提高光面爆破在此类地质条件下的适应性;当光爆层的爆破孔网参数采用间隔布置诱导控制孔时,工程中爆破孔间距以900 mm左右为宜。

光面爆破对边坡保留岩体损伤规律分析

边坡开挖爆破必然造成边坡保留岩体的损伤。通过对边坡岩体取样岩芯的数量、位置以及岩芯声波速度的测试分析,认为光面爆破线装药密度对这种损伤作用有较大影响,同时岩体本身的缺陷(层理、片理、断层、节理等)也会增大这种影响作用,在选择边坡位置时应尽量选择岩体强度大,本身缺陷小的岩层。所得结果可为爆破设计和边坡稳定分析和维护提供参考。