竖井大直径空孔掏槽爆破的振动效应分析

大直径空孔对掏槽爆破及其振动效应有复杂的影响。以青岛地铁5号线沾化路竖井工程为背景,借助数值模拟与现场试验相结合等手段,揭示了直孔掏槽时大直径中空孔孔径和装药孔与中空孔距离的比值K对掏槽区破岩效果和地表振速响应规律的影响。研究结论表明:掏槽区爆破破岩和减振效果与K值之间存在显著的正相关性,且K值为1时大直径空孔掏槽爆破效果最为合理;采用大直径中空孔(Ф80 cm)掏槽,基于数码电子精确延时的逐孔起爆方式,可将实际工程地表质点峰值振速精准控制在0.3 cm/s以内;现场试验监测与数值模拟结果误差在8%左右,表明研究方法是合理可行的。研究结论能为城市闹市区地铁及竖井爆破振动有害效应精准控制提供依据和参考。

大直径空孔双螺旋掏槽在大断面隧道开挖中的应用

在沙特NEOM隧道支洞项目中,4#支洞为全线路的关键段,前期开挖爆破中采用4空孔直线掏槽方法,掏槽效果不稳定,平均进尺为4.55 m,炮孔利用率为91%,爆破后凿欠和修整的时间较长,影响隧道掘进效率,无法满足施工进度要求,且不利于控制施工成本。为此,在综合考虑隧道围岩及钻孔条件后,设计了一种3×Ф127 mm空孔的双螺旋掏槽方案,理论开挖进尺为5.0m,经过85个开挖循环的测试统计,大直径空孔双螺旋掏槽方案的平均循环进尺为4.86 m,炮孔利用率为97.2%,循环进尺比前期采用的4空孔直线掏槽方案提高了0.31 m,实际爆破炸药及炮孔消耗均有所降低。在软弱、中硬及坚硬条件下的大断面隧道施工中,与传统的掏槽爆破方法相比,大直径空孔双螺旋掏槽方案可提高掘进效率,降低爆破成本,经济价值显著。

地下磷矿大直径空孔桶形掏槽试验研究

在磷矿的地下生产中,拉槽爆破是矿房回采前的一道工序,对生产的连续化机械化有重要影响的一道工序。为提高掏槽爆破安全性和效率,降低爆破器材消耗和循环钻爆作业时间。经过大量理论分析,改进生产时使用的桶形直眼掏槽,增设直径110mm的大直径空孔,改善装药系数和炮孔堵塞。并以马路坪矿下磷为工程背景进行现场试验,成功将该矿区的掏槽爆破循环进尺由8m提高为14m,提高了爆破过程中人员和设备的安全性,降低了钻孔长度和炸药单耗。证实了该方法在理论上和技术上的可行性,且经济效果显著。

立井深孔直眼掏槽大直径中心空孔作用分析和参数计算

为提高立井基岩段掘进爆破效率,改善破碎块度,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探讨深孔直眼掏槽大直径中心空孔的作用机理。理论研究表明:空孔为装药掏槽炮孔提供了一个与其相平行的辅助自由面和破碎岩石的补偿空间,加大了爆炸应力波的反射拉伸作用,空孔的存在造成了槽腔岩石中的拉应力集中,从而增大了岩石中的拉应力作用强度,引起槽腔中裂隙的进一步扩展延伸,使槽腔内岩石的破裂和破碎更充分。数值模拟结果进一步验证了大直径中心空孔所具有的应力叠加和反射拉伸作用。在此基础上,对空孔与装药孔间距的合理取值进行了理论分析计算,中心空孔应处在掏槽孔形成的爆破裂隙区之内,并选用较大的松动爆破作用指数进行设计。

大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法在疆锋铁矿的实际应用

疆锋铁矿460 m以上矿体倾角大,为了寻找一种高效、安全、成本低的采矿方法,通过对空区极限跨度的研究,根据矿体赋存条件,提出采用大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法进行开采。此方法在分段爆破成井技术的应用取得较好效果,也为类似的矿山提供了工程实例。

空孔对直眼掏槽参数及爆破效果的影响研究

为解决含空孔直眼掏槽中炮孔间距、炮孔与空孔距离的确定问题,首先,从爆生气体膨胀做功致裂岩体和空孔效应入手,推导了爆生裂纹的长度计算公式,确定了掏槽炮孔间距a和炮孔与空孔距离L的计算公式,得到了大空孔直眼掏槽空孔处片裂区长度公式,确立了应力集中作用下空孔迎爆侧径向裂纹产生的判据;然后,以灰岩(硬岩)和泥岩(软岩)对比分析了不同设计思想下的爆破参数和掏槽效果;最后,结合工程实践验证了理论分析的可靠性。结果表明:不同设计思想下,含空孔直眼掏槽的爆破破岩机理不同,以a为主时,相邻炮孔间裂纹的贯通是形成槽腔的关键,而以L为主且考虑空孔效应时,炮孔与空孔优先贯通形成槽腔。硬、软岩中应力波(动作用)与爆生气体(静作用)对爆生裂纹长度的贡献率约为4∶1和9∶1,空孔效应导致的软岩的片裂区大于硬岩的,爆破参数设计时应重点考虑;而空孔处产生径向裂纹的临界距离均小于炮孔爆生裂纹长度与空孔半径之和,因此不会产生径向裂纹,爆破参数设计时可不予考虑。以上结果说明,不同设计思想对槽腔掏槽爆破参数和槽腔爆破效果影响较大,基于爆生气体致裂的爆生裂纹长度计算模型可为爆破参数设计提供参考。

回采进路大直径空孔掏槽爆破数值模拟研究

传统掘进爆破方式仅有单一的自由面,四周的夹制作用非常强,爆破效率低下,无法充分发挥炸药能量和中深孔爆破的优势。大直径空孔掏槽爆破通过在进路爆破掏槽孔周围布置空孔作为第二自由面以及改变应力场的分布,从而提高爆破效率。运用LS-DYNA对大直径空孔掏槽爆破进行爆破成腔过程分析,得出:在装药量减少情况下,爆破进尺可以达到3.0~3.2m,比传统的爆破进尺2.5 m提高了16%~25%。在金川二矿区一工区Ⅰ盘的现场工业试验表明,大直径空孔掏槽爆破的爆破进尺达到3.0~3.3m,能够显著提高爆破效率。

大直径深孔阶段空场嗣后充填法侧向崩矿新方法的应用研究

根据柿竹园矿柴山工区矿体倾角、厚度及围岩性质,通过对几种采矿方法的比较、分析,决定采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法,并在此基础上提出了一种侧向崩矿的新方法,即在矿房北端布置一条切割天井,以切割天井为自由面进行底部拉底和侧向切割立槽。详细介绍了该方案的采场要素及工艺过程,给出了试验爆破参数、装药结构以及起爆方式;并对新方案的应用提出了一些问题和建议。

大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法在某金矿的应用

介绍某金矿用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法回采矿体走向比较短、赋存深度较大、急倾斜厚大、难回采矿体。实践表明,该采矿方法能满足矿山生产要求,实现矿体安全高效回采。

大直径深孔阶段空场法开采结构参数的优化

某矿在实施大直径深孔阶段空场法开采的过程中,根据矿体的赋存条件、开采经济上的可行性和生产管理等情况,采取垂直矿体走向和沿矿体走向两种布置矿块形式。在矿岩力学性质研究的基础上,运用有限差分软件FLAC3D对该矿大直径深孔阶段空场法采场结构参数进行数值模拟研究,以确定矿块、矿房、矿柱等参数。

大直径深孔阶段空场法在铁矿山的应用

针对矿山存在的大直径深孔阶段空场法的凿岩硐室垮落严重及采矿成本较高的问题,通过对矿体形态、工程地质条件及其采用的工艺情况进行详细分析,提出了具体可行的解决办法,使大直径深孔阶段空场法在该矿山成功应用,对地下矿山采矿方法的应用研究有一定的借鉴作用。

大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法的应用

以某矿山工程为例,针对大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法从采场结构、采切工程、爆破参数设计、采场通风、充填工艺等方面进行详细介绍。应用证明,采用空场嗣后充填采矿法,有效提高了施工效率,降低了施工成本,具有良好的经济效益。同时,在施工过程中,还需要不断总结,对设计参数和施工方案进行优化,从而进一步提升生产效率。

大直径深孔空场嗣后充填采矿法开采隔离中段的研究和实践

阿舍勒铜矿600m以下采用大直径深孔空场嗣后充填采矿法,每隔50m一个采区中段,在上下采区中段采充后,隔离中段的开采成为采矿工作的难点。通过对可能方案进行对比分析,确定与实施可行的方案,并对方案效果进行总结,认为该方案增加此方法的适用范围,解决了隔离中段采矿困难,安全、经济、可靠,可在类似矿山上进行推广。

大直径深孔空场嗣后充填采矿法回采端部矿体的实践

矿体端部矿体的开采是采矿工作的难点。本文通过新疆阿舍勒铜矿400 m端部采场的采矿方案的研究,实现了大直径深孔空场嗣后充填采矿方法在端部矿体的应用。该方法的应用是对大直径深孔空场嗣后充填采矿法使用的一次创新和发展,增加此方法的适用范围,也为开采端部采场提供新的思路,具有一定的应用前景。

煤矿井巷中空孔掏槽爆破模型实验研究

针对煤矿硬岩巷道掘进掏槽爆破效果差的问题,通过模型实验研究了不同直径中心空孔掏槽腔体的爆破破坏形式。从掏槽爆破腔体体积、岩石爆破块度等方面进行对比分析,并采用高速摄影系统观测不同空孔直径下掏槽爆破腔体的抛掷过程。试验结果表明:随着空孔直径的增加,爆破掏槽深度越深,掏槽腔体的破坏半径越小,槽腔体体积越小,岩石块度越来越小。空孔直径较小时,爆破后大块度碎石占的比例较大。从高速摄影结果可以直观看出,大空孔掏槽爆破抛掷过程比较"收敛",掏槽腔体碎石抛掷速度均值为18.9 m/s;小空孔掏槽爆破抛掷过程比较"开放",掏槽腔体碎石抛掷速度均值为9.2 m/s;前者是后者的两倍。

含空孔直眼掏槽空孔效应及爆破参数研究

掏槽是岩石井巷爆破的关键,含空孔直眼掏槽技术在岩石爆破中应用广泛,针对含空孔直眼掏槽参数确定没有可靠依据的问题,以大空孔直眼掏槽为对象,在分析掏槽空孔效应的基础上进行了掏槽参数确定的理论分析,并结合算例验证掏槽爆破参数设计的有效性。研究结果表明:含空孔直眼掏槽,掏槽区岩石的破坏是炮孔产生的裂隙区以及由空孔的应力集中效应、自由面效应和碎胀空间效应共同作用的结果,3种效应对破岩的作用机理不同,应力集中效应对岩石的破坏是因为空孔附近的切向应力起主要作用,切向应力导致径向裂纹的产生,且径向裂纹的产生与炮孔和空孔距离有关,该距离存在临界值;自由面效应与空孔直径相关,大直径空孔加剧了应力波的反射,反射的应力波产生的拉伸破坏范围在空孔与炮孔连心线处存在最大值,连心线两侧拉伸破坏范围逐渐减小,即形成"凹"状片裂破坏;碎胀空间效应为破岩提供了充足的空间,有利于提高爆破效率,提出了动态碎胀系数的概念。从爆生气体对爆生裂纹扩展影响角度,分析了炮泥运动距离对爆生气体压力和裂纹扩展长度的影响,推导了爆生裂纹长度计算公式,空孔处片裂区范围公式、空孔处径向裂纹产生判据公式。含空孔直眼掏槽参数中炮孔与空孔距离L由爆生裂纹区、片裂区、空孔径向裂纹区共同决定,炮孔间距a由爆生裂纹区、空孔的碎胀空间(空孔半径r2)确定。

大直径深孔VCR法拉槽爆破盲炮原因及预防措施

本文针对某矿大直径深孔采矿法采场的VCR法拉槽爆破中出现的盲炮情况进行分析,找出盲炮原因,采取了绳索挂钩吊放炸药和化整为零装填炸药、用导爆索作为孔内传爆器材、装药前剔除不合格雷管、筛选填塞材料等措施,明显的降低盲炮率。

阶段空场嗣后充填采矿法生产能力分析与研究

随着矿山机械化水平的不断提高,大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法应用日趋广泛。为了科学客观地分析和计算其生产能力,综合考虑采切、凿岩、出矿、充填等工艺流程和盘区开采计划,构建了大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法生产能力计算模型,并对某大型钼矿进行了分析研究。研究结果表明:该矿山盘区开采共需时间为802d,盘区生产能力为2741.47t/d,盘区采场利用系数为0.25,单采场综合能力为913.82t/d,对比在产同类矿山,计算结果基本吻合,并且通过矿山生产反馈可进一步修正和完善模型。该研究成果对矿山产能设计和生产计划决策具有重要的理论意义和应用价值。

立井冻结坚硬基岩段深孔爆破技术应用试验研究

为提高深冻结立井坚硬基岩段掘进速度,在已有的研究和施工经验的基础上,进行了立井冻结坚硬基岩段深孔爆破技术应用试验研究。结合现场条件和岩石情况,优选具有良好技术性能的SJZ-6.7型伞形钻架和高威力抗冻型岩石水胶炸药,采用双阶筒形直眼掏槽,并配以大直径炮眼和大直径药卷、长延期毫秒非电雷管,以及PVC塑料管防结冰抗挤压技术,并重点试用了大直径中心空孔（中心空孔直径100 mm）。试验研究达到了预期效果,在如此坚硬的岩石（f=12~16）中,实现了炮眼利用率91.7%,掘进循环进尺3.85 m。研究结果表明,大直径中心空孔对提高了爆破效率起到了关键作用,同时,还有效的改善了破碎块度,降低了大块率,利于抓装。

立井大直径中空孔直眼掏槽爆炸应力场数值模拟分析与应用

为提高立井井筒坚硬岩石段掘进施工的爆破效率,设计在两阶同深桶形直眼掏槽中心布置一个直径100 mm的空孔。根据理论计算和工程实践经验选定掏槽爆破参数,一阶掏槽孔圈径1 700 mm、间距850 mm,二圈掏槽孔圈径2 500 mm、间距650 mm。运用有限元软件LS-DYNA对一阶掏槽孔爆破后的爆炸应力场进行数值模拟分析和爆破参数合理性验证。模拟结果表明:增加的中心大直径空孔能够提高爆炸应力波峰值和延长作用时间,空孔周围岩体中应力波峰值为无空孔时的2.2倍。同时,数值模拟还更直观地表现直眼掏槽时爆炸应力波在空孔处的应力叠加和反射拉伸现象、以及空孔具有的导向作用。在此基础上,进行立井坚硬岩石段掘进深孔爆破现场试验研究,取得在坚固性系数f=12~17的岩石中平均炮眼利用率达91.7%、爆破块度均匀的良好效果。