多向聚能爆破爆破漏斗实验研究

多向聚能爆破是一种新型爆破技术。为研究多向聚能爆破在爆破漏斗上能量分配特点,在阐明多向聚能爆破基本原理和影响因素基础上,设计了多向聚能爆破药包,进行常规爆破与多向聚能爆破的爆破漏斗体积对比实验。结果表明,多向聚能爆破能够增加爆破漏斗体积并提高了爆炸能量在岩石破裂破碎方面的分配比例,提高了炸药利用率。

微风化花岗岩多向聚能爆破破岩试验研究

为解决常规装药爆破能量利用率低的问题,设计了一种可以改变能量分配的新型多向聚能管药柱。以某高速公路岩质边坡为对象,通过3组现场爆破试验,获得了多向聚能爆破和常规爆破下微风化花岗岩的裂纹分布、残孔特征以及炸药单耗等参数,对比分析了两种爆破工艺的爆破效果及破岩规律。结果表明:新型多向聚能爆破药柱能在指定方向上产生定向裂纹,增大岩石致裂范围,提高炸药能量在岩石破裂上的分配比例。相比常规爆破,多向聚能爆破炮孔利用率提高了18%,炸药单耗降低了32.5%,岩渣平均块度增大了28%,粉碎区的范围缩小了25.1%,宏观致裂范围扩大了33.3%,证明了多向聚能爆破在破岩效率上要优于常规爆破。

含硬夹矸高瓦斯低透气性煤层多向聚能爆破技术研究

针对在含硬夹矸高瓦斯低透气性煤层开采时,一方面煤层瓦斯抽采困难,另一方面煤层中的坚硬夹矸难破碎的问题,开展含硬夹矸高瓦斯低透气性煤层多向聚能爆破研究。理论上,分析多向聚能装药对爆破的影响,引入多向聚能影响系数,计算得出了不同方向上裂隙的范围。通过相似模拟试验,验证了多向聚能爆破实际效果;利用LS-DYNA数值模拟软件,对不同装药方式爆破作用下煤与夹矸裂隙的发育特征及应力演化规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:多向聚能爆破能够将爆破能量积聚在夹矸弱化和煤层增透的方向上,形成以导向裂隙为主,大量分支裂隙为辅的裂隙网,在夹矸弱化和煤层增透方向上的应力峰值分别为普通爆破的1.21倍和1.16倍。多向聚能爆破能够在提高破碎坚硬夹矸能力的同时提升煤体中裂隙的发育程度,从而大幅优化爆破效果。

临涣煤矿1067综采面断层硬岩多向聚能爆破预裂技术研究

淮北临涣煤矿斜穿性大断层NDF_(153)对1067综采面回采存在严重影响,为了保障工作面快速过断层,采用多向聚能爆破技术预裂处理断层硬岩。在确定最短煤机截割轨迹基础上,采用剖面法设计炮孔布置参数,并基于Mises屈服准则模拟计算炮孔间距,选用含有4个聚能槽的多向聚能管,通过大孔径大装药量深孔聚能爆破,取得了60 m孔深孔壁围岩较好预裂效果,提高了工作面煤机截割速度。

对称多向聚能装药爆破破岩效果数值模拟研究

为了探究聚能槽个数的不同对聚能爆破破岩效果的影响,采用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA建立了聚能槽锥角为48°时不同聚能槽个数(0、2、4、6、8个)的多聚能爆破几何模型,对不同聚能槽个数装药的应力波传播过程、岩体裂纹分布情况和岩石孔壁聚能、非聚能方向处的有效应力峰值进行对比分析。结果表明,与常规爆破相比,多向聚能爆破在爆炸瞬间能量主要聚集在各个聚能槽方向,聚能和非聚能方向的应力比值为1.32~1.94倍;非聚能方向应力峰值均小于常规装药应力峰值;随着聚能槽个数的增加,聚能方向孔壁上测点单元的应力峰值逐渐减小;当聚能槽个数为4时,聚能方向应力峰值是非聚能方向的1.94倍、常规装药应力峰值的1.44倍,裂纹平均长度与最长裂纹长度均最大。相较于普通装药,多向聚能装药能够提高炸药利用率、实现定向预裂,解决很多复杂工程问题。

利用深孔切槽和多向聚能药柱爆破技术获取大块石料的设想

在水利水电工程施工和矿山石料开采中,经常需要获得较多的块石料,为提高爆破时块石料的获得率,提出了利用深孔切槽和多向聚能药柱爆破技术的设想,如能得到更深入的研究和应用,就能将块石料的开采及光面爆破、预裂爆破技术向前推进一大步。