露天煤矿富水深孔爆破间隔器研发与应用

为解决露天矿开采中,遇到的富水炮孔无法安装空气间隔器进行间隔装药爆破的问题,在分析空气间隔器适用性和结构的基础上,研发了一种水孔专用间隔器,用于减少乳化炸药使用量。通过地面实验与现场检验的方式研究了水孔间隔器的膨胀效果、对乳化炸药的支撑作用,以及对爆破效果的影响。结果表明:该水孔间隔器应用于富水深孔爆破中,爆破后爆堆情况、大块率和铲装后根底均与周边非间隔装药爆破情况相当,实现了降本增效。

地应力作用下隧道爆破周边孔参数优化研究

为探究在地应力作用下隧道爆破时周边孔最优参数,以白竹山隧道为工程背景,通过数值模拟方法研究当隧道地应力为5 MPa时的情况,将周边孔不耦合装药系数和空气间隔装药段数进行调整,确定合理的爆破参数指导现场施工。研究表明,在相同药量情况下,当不耦合系数为1.4时,粉碎区范围适中,岩体破碎充分,炮孔之间形成良好贯通;周边孔采用空气间隔装药时,孔底空气长度为0.6 m,每节药卷为0.3 m的4段间隔装药结构较为合适,能将平均超欠挖厚度控制在20 cm内,爆破效果较好。

大型露天矿山边坡控制爆破与降振技术

针对大孔径大规模爆破,爆破振动危害效应大等问题,提出基于某大型露天金属矿复杂环境下的边坡控制爆破,通过采取降低台阶分层高度,缩小炮孔直径,炮孔进行分段间隔装药来控制单孔药量,并通过电子雷管逐孔起爆技术,计算机模拟起爆网路手段和预裂爆破技术等方式,达到降振效果。通过振动监测和边坡位移监测结果显示,采用这些降振技术可以尽可能减小爆破振动;同时总结出了该矿山的爆破振动规律和回归曲线,能够为复杂环境的控制爆破提供参考。

间隔装药在露天矿爆破中的应用

为了提升硬岩破碎效果,提高爆破质量,指出了间隔装药在露天爆破中的优势:降低整体单耗,提高破碎块度的均匀性,解决了软弱夹层中的爆破大块问题和根底问题。分析了间隔装药在某项目爆破施工中的应用情况,结果表明,此方法每个孔间隔高度至少3 m,单孔节约药量约27~40 kg,降低爆破单耗约8~10 g/m^(3),破碎块度更加均匀,有效解决了爆破拉底及软夹层问题,简单易操作,可在矿山深孔爆破中推广应用。

平朔东露天煤矿深水孔间隔装药研究

为解决平朔东露天煤矿含水岩层爆破质量差,深水孔分层间隔装药难度大、操作复杂等难题,对东露天煤矿岩石层含水率、含水岩石力学参数进行了研究,并结合实际提出了一种机械式旋转、伸缩隔离装置用于优化爆破工艺。结果表明:新的装药方式实现了深水孔准确隔离装药,降低了炸药单耗,提高了含水岩层的爆破开采效率。

铜钴矿风化影响下预裂爆破试验研究

为了解决刚果金铜钴矿由于地理位置约束和围岩受风化影响,矿山在进行预裂爆破时,普遍存在超欠挖严重,导致边坡时有失稳现象发生。采用理论分析和国内矿山经验公式,充分考虑矿山实际边坡围岩固有性质,进行了预裂爆破试验,探讨了不耦合装药和起爆顺序对不同程度损伤下的铜钴矿边坡预裂爆破带来的影响。结果表明:铜钴矿在时空演化下受到不同程度的损伤时,应适当加大不耦合系数,保护钻孔孔壁,以此来提高半孔率;在起爆顺序上,要充分考虑微差间隔时间,让两排起爆在空间上形成撞击破坏,达到破碎的效果。

深孔连续与间隔装药爆破数值模拟研究

基于大型非线性动力学分析软件LS-DYNA,采用岩石材料的JHC本构模型,模拟了深孔连续与间隔装药爆破时的压力场、应力场以及速度场发展过程,分析了装药结构不同和起爆方式不同对爆破效果的影响。研究表明:与连续装药结构相比,中部间隔装药结构能够降低初始压力峰值,降低炸药单耗,减少爆破产生的震动效应,改善爆破效果。对于中部间隔装药结构,在不存在时差的前提下,底部起爆可提高能量利用率,而中部起爆可减小爆破震动。

某露天采场深孔台阶爆破空气间隔装药的应用

为了改善某露天采场爆破作业中存在的振动大、大块率高等问题,采用中部空气间隔装药法代替连续装药法并对空气间隔比例进行对比研究。基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件构建装药不变条件下空气间隔比例分别为10%、12.5%、15%、17.5%和20%的中部空气间隔方案计算模型进行模拟分析:装药量不变条件下空气层比例为17.5%时,炮孔中、底部有效应力分布均匀,没有出现应力过度集中现象,效果最佳。经过现场试验后证明:采用空气层比例17.5%的中部空气间隔装药爆破后,大块率下降了27.26%、振动降低5%~12%,有效降节约了经济成本。

超深孔光面爆破在立井施工中的试验与研究

为了提高立井掘进爆破效果,采用理论分析和现场试验,对立井爆破中掏槽爆破、光面爆破等关键技术问题进行了分析和研究,并成功把超深孔光面爆破应用于立井掘进中。试验结果表明:超深孔光面爆破中较合理的掏槽方式是二阶单斜眼掏槽,较优的装药结构是孔底水间隔装药。

基于中洞法+CRD法施工的纵向开挖间距研究

针对双连拱隧道受力复杂的特点,以哈尔滨保健路下穿植物园隧道工程为依托,通过建立空间有限元模型,对基于中洞法+CRD法施工的纵向开挖间距进行研究。结果表明,在开挖单个洞的过程中,围岩区域中受开挖面影响较大的为已开挖的掌子面后方与未开挖的掌子面前方的安全距离;左右洞开挖分别会对另一侧洞室围岩变形产生影响,且后开挖的洞体对先开挖的洞体造成的影响要大于先开挖洞体对后开挖洞体的影响;开挖过程中,左右洞掌子面纵向间距应保持的安全距离。

煤矿岩石巷道中深孔聚能爆破新技术研究

针对煤矿岩石巷道掘进中"循环进尺"和"巷道成型"两个关键问题进行研究。以超前探孔做为直眼掏槽的中间空孔,实现"一孔双用",采用稳定组合钻具定向保直钻进三次成孔工艺,单孔三圈桶形直眼掏槽方式,在孔长60 m、孔径193 mm条件下,中深孔爆破循环进度可达到2.4 m。对普通光爆与聚能爆破机理进行分析,确定聚能被筒定向断裂方式,被筒内管为乳化药卷,外侧被敷两侧开缝的PVC管,通过聚能缝的导压作用实现巷道周边双向聚能定向断裂。工业试验表明,中深孔聚能爆破新技术能够实现巷道成型质量好、循环进尺高。该成套技术是岩巷钻爆法施工的一次革新,可在我国煤矿岩巷钻爆法施工中推广使用。

气体间隔装药技术在边坡控制爆破中的研究

针对弓长岭露天矿西端帮固定坑线 (公路 )下残存有较大规模磁铁矿体的现状 ,为保证其充分合理回收 ,研究采用气体间隔装药技术来实施爆破。气体间隔装药的药柱爆炸后产生爆轰波压力或压应力效应 ,空气间隔柱的存在会有效降低爆轰波的初始压力 ,使药柱两端的空气间隔段过粉碎现象减少 ,爆破作用时间延长 。

降低深孔台阶爆破大块率的试验研究

深孔台阶爆破是当前国内外露天矿山开采过程中重要的生产环节,降低深孔台阶爆破的大块率是控制矿山生产成本的关键一步。结合新疆别斯库都克露天煤矿台阶爆破的生产实践,考虑矿山生产实际需求及施工条件,针对台阶顶部存在凸出的"垛子"、台阶坡面呈现伞状或大脚状的问题,提出使用深孔、浅孔联合布孔的方式降低大块率;对于软弱夹层或较大裂隙岩体,以及沙漏状台阶坡面,通过改善装药结构,采用间隔装药方式,提高炸药爆炸能量的利用效率,从而减少大块的产生。现场实践表明:采用深孔、浅孔联合布置的方式,同时改善装药结构,能有效的降低大块率,减少爆破大块的产生。

某铅锌矿分段凿岩阶段空场法试验研究

针对某铅锌矿急倾斜厚矿体赋存状态、开采技术条件和矿的稳固程度,开展了分段凿岩阶段空场法试验;采准工程布置优化为改进B型,可节省工程量约30%;切割拉槽采用间隔装药分次爆破技术,有效避免了爆破悬顶和立槽产生;爆破回采时扇形中深孔A区采用孔底高威力起爆和B区孔口交错装药措施,降低了炸药单耗和装药量;可为类似矿体开采提供经验借鉴。

水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律

在隧道掘进过程中采用水封爆破时,水介质长度对爆破效果具有重要影响。为得到水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律,采用Starfield迭加法将应力波的衰减和迭加考虑在内,推导孔壁受到的应力变化情况,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对计算结果进行模拟验证。结果表明:在炸药和水介质交界处孔壁受到的应力最大,随着到交界处距离的增加,爆炸应力以指数函数的形式衰减;采用等效间隔起爆方式对不同药量的爆炸过程进行模拟,水间隔段孔壁爆炸应力模拟值和理论值衰减规律一致,二者在相同位置的应力误差保持在10%左右,同时水间隔段孔壁指定点受到的总应力随着药量的增加而增大;采用Starfield迭加法获取水间隔段孔壁爆炸应力的计算公式是合理的,能够为水封爆破的应用提供参考。

深孔间隔装药爆破效果数值模拟研究

以平朔露天煤矿为工程背景,利用ABAQUS数值模拟软件CEL技术建立了深孔爆破计算模型;通过数值模拟分析无隔离装药爆破效果,验证了计算模型的合理性;进而分析不同药柱中部隔离装药长度对爆破效果的影响,给出了距模型轴线约4 m垂直方向上的各监测单元有效应力和距模型中心点约50 cm节点的单方向速度的时程曲线。结果表明:有无隔离装药,各监测点拉应力时程曲线基本趋势相同,隔离装药方式削弱了拉应力峰值和速度峰值,提高了振动频率,有效调节了深孔爆破过程中的能量分布,延长了应力作用时间;隔离装药长度为1.0~1.4 m模型能起到最佳的爆破效果。

徐明高速路基开挖大区域微差挤压爆破

为加快徐明高速公路14标段的施工进度,对耿庄南侧的黑山路段350 m长的路堑进行爆破作业。根据该路段的地质条件及周边环境确定梅花形布孔方式,每隔4～5排增加1排加密孔改善后续孔自由面,采用排间等间隔延期爆破技术,同时对民房威胁较大的部分采用分层柱状装药并进行覆盖处理,对民房进行保护。爆破取得了较好的效果,爆破震动及飞石对民房丝毫没有损伤。

石灰岩矿穿爆成本控制

穿爆工序在石灰岩矿开采中占有重要地位,通过对不同类型的石灰岩矿穿爆工艺的研究发现,采用调整孔网参数、间隔装药、选用合理的钻孔设备等方式可对石灰岩矿穿爆成本进行有效控制。

采石场空气间隔装药数值模拟及应用

为改善某道路工程所属采石场的爆破效果,进行了空气间隔装药爆破技术的研究与应用。首先,运用数值模拟手段对比了不同空气间隔装药参数下的爆破作用效果差异,发现当间隔比例较小时间隔段的峰值压力依然足以破碎岩石;其次,在现场进行试验并运用数字图像分析软件分析爆后岩石块度分布,结果表明采用1 m间隔长度可以得到良好的爆破效果;最后,综合数值模拟及现场试验结果,在该采石场采用1 m间隔长度进行空气间隔装药,实际应用取得了降低成本、减小爆破振动、提高爆破效果的成效。

间隔装药爆破方法的试验研究与应用

针对我国许多露天矿炸药消耗大、矿石成本高、爆破效果不十分理想的问题,以本钢南芬露天矿为对象,通过改善装药结构,进行气体间隔器在中深孔干孔的间隔试验应用和中深孔水孔的间隔实验研究。结果表明:间隔装药爆破法不仅可以提高爆破质量和铲装效率,还能降低炸药单耗,从而降低矿石生产成本,若采用中间间隔装药,效果会更好。该成果对其它类似矿山具有一定的参考价值和工程实践意义。