大空孔直眼掏槽有效应力分布规律模拟研究

大空孔直眼掏槽技术常应用于岩巷掘进,为探究掏槽孔与空孔间距对空孔附近有效应力分布规律及掏槽效果的影响,采用数值模拟对不同孔距系数K下的单孔掏槽进行研究,分析了空孔围岩有效应力演化规律及损伤范围,并在单孔掏槽基础上研究了多孔掏槽有效应力的分布规律。研究表明:空孔对应力波具有导向作用,掏槽爆破在爆源与空孔壁的切线方向形成应力集中。当K=1.0~1.6时,单孔掏槽在孔心连线方向形成连续贯通损伤,K越小,空孔壁附近形成裂隙贯通区范围越大,但K过小使掏槽空间过小且钻孔难度也会增大,综合现场情况,建议大空孔直眼掏槽最佳K值为1.3~1.6。多孔掏槽在空孔壁附近的有效应力并非单孔掏槽有效应力的简单叠加,多孔掏槽能够避免低峰值区的出现增强掏槽效果。

益新矿中心大空孔掏槽爆破扩腔过程数值分析

为了更好的应用中心大空孔掏槽爆破技术,根据益新煤矿爆破工况,运用有限元软件LS-DYNA,深入分析爆破过程中应力波的传播、有效应力和应力场的变化,研究其扩腔过程及岩石破碎机理。结果表明:爆炸应力波首先在炮孔连线方向相遇叠加并形成一条直线型的加强带,然后传至空孔并发生复杂的反射和叠加,最后在岩体中扩散;空孔外围的应力场分布呈现"圆形-菱形-圆形-方形"的变化规律;中心大空孔掏槽爆破有利于炸药能量的均匀分布和槽腔的形成与扩展。现场验证表明:该项技术大大提高了煤矿巷道的掘进速度,取得了较好的经济效益。

岩石工程大空孔螺旋掏槽爆破机理研究及应用

分析了大空孔螺旋掏槽爆破机理,并建立了首爆装药孔爆破力学模型,对其爆破参数的确定进行了探讨,将研究结果应用于广西华锡集团爆破掘进中,效果良好.

小断面硬岩巷道大空孔角柱式直眼掏槽爆破试验

针对目前普遍存在小断面硬岩巷道爆破效果差的问题,介绍了大空孔角柱式直眼掏槽爆破方式.理论分析表明,空孔可提供自由面和为破碎岩石提供补偿空间的作用,空孔直径越大爆破效果越好.结合岩石性质和断面大小给出了掏槽装药孔与空孔之间的合理间距、掏槽药量.现场试验表明,大空孔角柱式直眼掏槽方式,炮眼利用率高达94%,炸药消耗量低,证明此掏槽方式适用于小断面硬岩巷道掘进爆破.

大空孔复式筒形直眼掏槽力学机制与数值模拟分析

为了解决矿山硬岩巷道爆破开挖存在炸药单耗高、炮眼利用率低和掘进深度短等问题,应用理论分析、数值模拟与现场实践相结合的方法,提出大空孔复式筒形直眼掏槽方式。根据静力学理论,简化掏槽区域岩体只受爆生气体的准静态膨胀作用,并在复式筒形直眼掏槽腔体成形力学机制的基础上,分析大空孔形式下空腔形成的物理力学过程;采用LS-DYNA软件建立数值模型,基于材料参数和状态方程,仿真分析大空孔复式筒形直眼掏槽槽腔有效应力的传播机理;依据巷道尺寸及爆破参数,进行大空孔复式筒形掏槽掘进现场试验。试验结果表明:炮眼利用率提高到89.0%,掘进深度达到2.8 m,炸药单耗降低到3.16kg/m^3,充分证明大空孔复式筒形直眼掏槽方式的可行性。

大空孔掏槽爆破技术在硬岩快速掘进中的应用

大空孔掏槽技术的成功应用改变了传统掏槽方式炮眼利用率低,循环进度小,影响单进水平的现状,解决硬岩快速掘进的技术难题。

大空孔螺旋掏槽爆破成井技术在铜坑矿的应用

铜坑矿井下存在采场空区,为了避免空区顶板垮落对上部中段水平采场进路的破坏,采用爆破成井法在空区上部施工充填井。因此,提出了大空孔螺旋掏槽爆破成井技术掘进充填天井,并对爆破参数、装药结构及施工进行了研究。结果表明大空孔螺旋掏槽爆破成井掘进天井具有安全性好、劳动强度低、成井成本低、工效高等特点。

平行掏槽孔内延时爆破技术的SPH-FEM数值模拟

为了研究孔内分段延时起爆技术中延时时间对掏槽抛掷效果以及对岩石毁伤作用的影响,在LS-DYNA显式动力分析平台内运用SPH-FEM耦合法建立孔内分段延时爆破的三维数据模型,通过对比分析了在掏槽爆破过程中的孔内分段延时起爆下爆破产物抛掷过程,耦合效果以及掏槽演化效果,观察了爆破岩体所受到的破坏及其特征。掏槽爆破模型结果表明:在平行掏槽孔内进行分段装药时,单段药柱承载的预爆岩体减少,前端装药可为后端装药提供新的自由面,减小了掏槽爆破中岩石的挟制作用。在延时起爆时,前端装药抛掷岩石的主体脱离预爆岩体的时间约为12 ms。后端装药的延时起爆相较多段装药同时起爆显著降低了外层岩体的最大抛掷速度,有效减小了抛掷距离。