光爆层厚度对光面爆破效果影响的数值分析

采用动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA,在周边眼间距E为500 mm时,对不同光爆层厚度W下泥质灰岩中爆炸应力波的传播规律进行数值模拟研究,得到不同光爆层厚度下岩石单元应力、节点振动速度的衰减规律以及与光爆层厚度的关系,分析光爆层厚度对光面爆破效果的影响。研究表明:当W≤400 mm时,巷道围岩受到的扰动强烈,在围岩远区容易产生裂隙,在近区出现超挖现象;当W=700 mm时,因应力波在相邻炮孔间不能有效迭加而无法形成贯通裂缝,由此导致光爆效果不佳而出现欠挖现象。根据本文的研究结果,在巷道爆破掘进中,当周边眼间距为500 mm时,光爆层厚度宜取W=500～600 mm,而炮眼密集度系数为0.8～1.0较合适。

断层破碎带光面爆破技术研究与应用

为研究断层破碎带光面爆破合理的光爆层厚度、孔距、线装药密度等爆破参数以及装药结构,应用工程爆破经验公式计算出光面爆破参数,通过现场施工爆破,采用对比分析方法,对比爆破后的爆破效果,分析影响断层破碎带光面爆破效果的因素,通过对比分析对爆破参数进行优化,改善装药结构,确定断层破碎带光面爆破合理的爆破参数以及装药结构。通过研究分析与现场应用表明,当药卷规格选用∅60 mm×400 mm,孔距为1.2~1.5 m,光爆层厚度为2.5~3.0 m,线装药密度为1.2~1.4 kg/m,装药结构采用间隔装药长度为0.6~0.8 m不耦合装药结构时,断层破碎带光面爆破效果较为理想,爆破后坡面平整、边坡稳定性较好;当药卷规格选用∅60 mm×600 mm,孔距为1.2~1.5 m,光爆层厚度为2.5~3.0 m,线装药密度为0.7~1.0 kg/m,装药结构采用孔口充填1 m后留3.0~4.0 m不装药空气柱,间隔装药长度为1.5~2.0 m不耦合装药结构时,断层破碎带光面爆破效果最为理想,爆破后坡面平整、边坡稳定性好,而且后者比前者工程经济效果明显。

大红山铜矿巷道掘进光面爆破参数优化

针对云南大红山铜矿巷道掘进施工过程中存在装药量不合理、炮孔布置随意而产生的巷道超欠挖严重及爆破后的围岩破碎难题,通过理论公式计算线装药密度、炮孔间距、光爆层厚度来优化周边孔参数,同时改变周边孔装药结构为轴向不耦合空气间隔装药。结果表明:超欠挖状况在使用优化的爆破方案后有所改善,炮孔利用率从81%提高到了87.7%,眼痕率从53.3%提高到了80%,提升炮孔利用率且爆后轮廓面光滑平整,进而提高了施工效率。

井巷掘进光面爆破参数的计算与应用实践

通过对光面参数的计算，为实践确定光爆时有关参数，提出了可靠依据，并特此依据，应用于井下生产实残中，取得了较理想的爆破效果．

露天矿山大孔径无导爆索光面爆破技术

针对受钻孔设备、爆破器材等因素限制的露天矿山,采用大孔径无导爆索光面爆破技术可保障矿山最终边坡稳定性。使用定制吊袋间隔装药,控制不耦合系数,设计合理的孔间距、光爆层厚度、线装药密度和延期时间,使光面孔受主爆孔爆破影响减少,保证相邻光面孔之间能充分贯通,提高半孔率及爆后岩壁平整度;选取合理的光面孔填塞长度,以减小填塞段孔壁超欠挖程度,保证爆后眉线的整齐度。试验取得了良好的爆破效果,为类似露天矿山最终边坡光面爆破提供了借鉴。

高地应力硐室光面爆破孔间应力相互作用与成缝机制

针对高地应力条件硐室光面爆破,首先采用柱腔激发模型计算光爆孔孔间爆炸应力场,并分析地应力与孔间爆炸应力场的叠加规律;然后,采用验证过的RHT数值模型,模拟单孔、双孔、三孔及地应力条件下爆炸环向拉应力场,并研究径向不耦合系数、孔间距和地应力对光面爆破孔间成缝的影响;最后,给出考虑地应力影响的光面爆破参数选择建议,并成功应用于锦屏二级水电站引水隧洞爆破开挖。研究结果表明:爆炸应力波相互叠加导致光爆孔连线中点附近的爆炸环向拉应力峰值增大,呈现峰状凸起特征,而地应力重分布产生的径向压应力与光爆孔孔间爆炸环向拉应力作用方向相反,会抑制光面爆破孔间成缝和贯穿;受地应力影响,爆生裂缝扩展体现出明显的方向性,更倾向于沿最大主应力方向扩展。因此,对于一般光面爆破设计(孔径42 mm、药径32 mm、光爆层厚度0.6 m),地应力由20 MPa增大至40 MPa时,光爆孔孔间距应由0.75 m减小至0.60 m,炮孔宜沿最大主应力方向布置,以确保孔间成缝和硐室开挖成型。

基于数值模拟技术炮孔间距的优化

光面爆破在隧道掘进中起到举足轻重的作用,参数的选取直接决定了光面爆破的效果。目前参数选择主要是通过经验法确定,具有不确定性。针对隧道掘进光面爆破的特点,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对隧道掘进爆破中炮孔间距进行模拟优化。研究结果表明,其他参数一定,光爆层厚度为500 mm时,最优的炮孔间距为500 mm。通过数值模拟确定的光面爆破参数能够达到良好的爆破效果,便于指导现场实践。