不耦合系数对露天矿山光面爆破影响研究

为探究大型露天矿山光面爆破炮孔最佳不耦合系数,利用数值模拟分析软件LS-DYNA建立不同耦合系数数值模型,不耦合系数分别为1.00、1.75、2.33、3.50、7.00,对比分析不同工况保留岩体的破坏程度,从而确定最佳不耦合系数。结果表明,耦合装药时,保留岩体的破坏程度最大;不耦合装药时,随着不耦合系数的增大,保留岩体的破坏程度减小。其中不耦合系数为3.50时,可以有效降低保留岩体的破坏程度,即最佳不耦合系数。通过现场试验,不耦合系数为3.50时爆破效果较好、坡面平整,半孔痕率达90%以上,与数值模拟分析结果吻合。实验结果可为同类工程提供借鉴。

光面爆破空气垫层装药轴向不耦合系数理论研究

空气垫层装药是岩石光面爆破常采用的一种有效装药结构。预留的空气垫层降低了爆轰波和爆生气体压力,减少了其对孔壁岩石的冲击压缩破坏,延长了炮孔中爆生气体的存在时间,提高了爆生气体准静压力作用下岩石光面爆破断裂成缝的质量。根据光面爆破的要求,从理论上探讨了空气垫层装药结构主要参数轴向不耦合系数的计算方法,并以部分岩石为例进行了实例计算。在此基础上将此方法应用于工程实践,取得了良好的光面爆破效果。

不耦合装药系数对巷道光面爆破效果的影响分析

为使光面爆破达到较好的爆破效果,以岩石力学及爆炸气体冲击波理论为基础,分析了光面爆破施工中不同的不耦合系数对爆破效果的影响,推导出了不耦合系数的两个计算公式,其计算的数值分别是不耦合系数取值区间的上下线,最合理的不耦合系数应介于这个区间中,由于区间的上、下限非常接近,不耦合系数在此区间中取值便能满足光面爆破的需要,该计算公式可以作为有关爆破工程中选取不耦合系数的参考依据之一。

光面爆破径向不耦合系数优化研究

隧道爆破施工时,径向不耦合系数是一个重要的参数,它直接影响爆破质量的好坏.为获得最优径向不耦合系数,基于武汉地铁二号线工程实例,运用ANSYS数值分析软件,建立了径向不耦合系数K为1.0、1.4、2.1时的三维模型.通过比较分析关键部位的应力值大小及分布规律,验证了经典爆破理论,得出了最优径向不耦合系数为1.4～2.1.

隧道光面爆破装药不耦合系数与岩石抗压强度关系分析

在爆破工程实践中,光面爆破参数的选取受到多种因素的影响。通过理论计算,研究了采用不同药卷直径岩石动态极限抗压强度与装药不耦合系数、炮孔直径和炮孔间距的关系,研究结果表明,对于不同岩石动态极限抗压强度,不同药卷应该选择不同的炮孔直径,研究结果对类似爆破设计有一定的参考价值。

不耦合空气间隔装药结构爆破机理分析

空气间隔装药爆破广泛应用于隧道掘进开挖,其中不耦合系数是保证光面爆破效果的关键因素。QBT工程现场仅有Φ32 mm直径的药卷,为改善爆破效果,采用LS-DYNA程序对轴向不耦合系数Kl进行数值研究,分析了轴向不耦合系数Kl取2.41、3.22、4.83时炮孔壁应力场、速度场及损伤特性,与光面爆破小直径药卷(Φ25 mm)连续装药结构进行对比,揭示轴向不耦合系数对爆破效果的影响,得到最优取值。结果表明:有效应力峰值与轴向不耦合系数成反比,应力衰减程度与轴向不耦合系数成正比;质点峰值速度下降率为64%~82%,有效降低了爆破振动,轴向不耦合系数越大,控制振动水平能力越强,但由于岩石损伤程度分布发育不充分,在孔口处可能存在挂门帘现象。

光面爆破不耦合系数的初步研究

以绝热方程为基础,推导出不耦合系数的计算式,将该计算式应用于工程实例计算,得到该计算式下轴向不耦合系数的取值范围,并根据工程实例计算不同径向不耦合系数取值下的轴向不耦合系数,绘制了两系数的关系曲线图,为类似工程不耦合系数取值提供参考。

光面爆破椭圆双极线性聚能药柱有效功及不耦合系数模拟研究

基于动力学仿真软件AUTODYN,对椭圆双极线性聚能药柱(EBLSC)进行了数值模拟。采用二维面对称计算方法,花岗岩岩体,空气夹层不耦合装药条件,研究了EBLSC结构及不耦合系数对光面爆破效果的影响,并建立有效体积功模型以评价爆破效果。结果表明,炮孔连线方向和垂直方向上的比冲量相近,偏差<10%,故总能量沿周向近似均匀分布,但炮孔连线方向产生明显侵彻裂隙,且粉碎圈厚度和腔体扩张程度要小得多,表明该装药结构能够明显提高炸药能量的利用率和爆破效果;随着不耦合系数增大,炮孔连线方向上的损耗体积功先减小后增大,存在最大有效功。利用曲线拟合,得到最优不耦合系数约3.62,与相关文献的试验结果相近。

隧道光面爆破空气间隔装药不耦合系数研究

利用大别山隧道爆破空气间隔装药实验所得岩体的力学特性以及材料的CowperSymonds破坏准侧，采用LSDYNA数值模拟，建立双孔不耦合装药爆破模型，模拟不耦合装药爆破的应力发展过程，得出了应力时程曲线；分析了装药长度在1.4 m、1.5 m、1.6 m、1.7 m和1.8 m时，爆破孔壁压应力及孔壁破坏情况，得出了Ⅲ类围岩在孔深3.5 m的情况下最佳不耦合系数为1.94~2.18。

光面爆破中不耦合系数计算研究

在光面爆破中,为达到理想的爆破效果,不耦合系数必须合理选择。但目前对于不耦合系数还未有统一的计算方法。根据前人理论推导出了2种不同的计算公式,两者均是取值范围。经过实例计算,两者相互验证,计算结果存在误差,但相差不大。2种计算方法在实际爆破工程应用中,均可作为参考借鉴。

基于数值模拟的光面爆破装药结构不耦合系数研究

光面爆破在巷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.针对巷道掘进光面爆破特点,运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,研究巷道光面爆破中炮孔间距与不耦合系数之间关系.研究结果表明:通过数值模拟确定的光面爆破能够达到良好的爆破效果,便于指导现场实践.

隧道光面爆破不耦合系数优化研究

重阳隧道采用光面爆破开挖。为了改变光面成缝效果差和爆炸能量利用率低的现状,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对不耦合系数K=1.31、K=1.65、K=2、K=2.3、K=2.65的工况进行模拟,研究光面爆破中应力波和的爆生气体作用机理、不同不耦合装药结构对爆破效果的影响,以光面成缝效果来确定最佳不耦合系数。以K=2的模拟工况为例,通过岩石应力云图和爆生气体扩散云图,详细分析了应力波和爆生气体对岩石的破坏效果,爆生气体对岩石的作用时间更长。用两炮孔之间监测点的应力曲线,讨论了岩石破坏的两种类型,验证了光面裂缝是由爆炸应力波和爆生气体共同作用形成的,爆生气体对裂缝的形成起决定性作用。模拟结果表明:在相同装药量条件下,当K=2时,预裂缝效果较好,可以改善爆破效果并提高能量的利用率,既能形成完整的裂缝且没有对岩体造成过度破坏,为实际施工提供参考依据。

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。

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。

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。

不同耦合介质光面爆破裂纹发展数值分析

为研究不同耦合介质条件下光面爆破裂纹发展特性,基于ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序,利用脆性材料的Von Mises破坏准则,建立了不同炮孔间距、不同抵抗线条件下的光面爆破数值模型,分别分析了空气和水作为径向耦合介质下光面爆破裂纹发展规律。研究发现:由于2种物质的性质不同,导致耦合作用机理的不同,传递给岩体的爆炸能量有所差别,进而影响炮孔间裂纹的发展,数值模拟结果证实了这一点。空气耦合下的光面爆破较易形成合格的贯通裂隙,且炮孔周边爆生裂纹相对较少,裂纹分叉现象较少;水耦合条件下贯通裂隙形成质量较低或者不形成贯通裂隙,炮孔周边裂纹较发育,裂纹分叉现象较多,不利于炮孔间径向裂纹的贯通。2种耦合介质下,炮孔连心线上的Von Mises应力衰减曲线均符合幂函数衰减,水耦合条件下,炮孔壁的Von Mises应力明显高于空气耦合,但衰减速度相比空气耦合条件下较小。随着不耦合系数的增大,传递给岩体的压力减小,岩体爆破裂纹减少,不耦合系数为2.1时爆破效果最佳。

工程爆破中径向水不耦合系数效应数值仿真

在实际工程爆破中,水不耦合炮孔是较常见的,其中水不耦合装药系数是影响爆破效果的关键因素之一。该系数取不同的值,将产生不同的应力波传播机理以及介质的损伤破坏程度。以往的研究主要集中于理论解析法和模型试验法。基于大型非线性动力分析软件LS-DYNA,采用著名的混凝土损伤Johnson-Holmquist-Concrete模型,针对无限混凝土介质水不耦合装药爆破中不同径向耦合系数Kd,展开了对比数值计算,综合分析了损伤破坏区分布和孔壁压力、加速度以及速度等与径向不耦合系数间的关系,得出的结论具有一定的参考价值。

预裂爆破轴向不耦合系数的分析计算

以爆炸气体动力学和岩石力学理论为基础 ,分析预裂爆破轴向不耦合装药的作用原理和成缝机理 ,得出了轴向不耦合系数在不同条件下的取值范围 ,计算值与现场实际工程十分接近 。

炮孔间距对偏心不耦合装药贯通裂纹扩展的影响

为研究光面爆破中偏心不耦合装药炮孔间距对贯通裂纹扩展的影响,利用同心不耦合装药的孔壁压力计算公式并结合应力波叠加原理,推导偏心不耦合装药的炮孔间距计算方法。基于求得的炮孔间距范围,计算3种岩石介质在不同炮孔间距条件下贯通裂纹的扩展位置,并选择砂岩材料进行数值模拟。结果表明:偏心不耦合装药爆破中,贯通裂纹主要集中于偏心侧;抗拉强度大的岩石,贯通裂纹偏离炮孔连心线的程度也较大。砂岩的炮孔间距为60 cm时,贯通裂纹扩展方向与炮孔连心线重合,连心线下方出现裂纹比较集中的贯通区域;炮孔间距的增大导致贯通裂纹远离炮孔连心线,从而造成欠挖。偏心不耦合装药爆破后,偏心侧岩石的损伤明显大于非偏心侧。

深孔爆破弱化坚硬顶板不耦合系数研究

深孔爆破弱化坚硬顶板的爆破参数直接影响弱化效果,在爆破参数中,不耦合系数影响破碎区和裂隙区半径的大小。当不耦合系数太大时,炮孔壁初始压力太小,影响爆破效果;不耦合系数太小时,炸药能量都损失在破碎区,不能形成较大的裂隙区,也影响爆破效果。因此,需要针对合理的不耦合系数进行深入的研究。