水电工程石方洞挖数码电子雷管联网方案及耗量分析方法研究

自2021年在水电工程爆破开挖中强制推行应用数码电子雷管后,关于数码电子雷管的爆破联网设计方案、实际消耗量、成本分析等研究尚处于空白阶段。笔者从数码电子雷管与非电毫秒雷管爆破联网设计方案对比分析入手,研究两者的爆破联网方式差异,理论推导两者耗量调整系数。同时采用无约束支持向量机模型构建雷管耗量与岩石级别、开挖断面的函数关系,计算数码电子雷管替换非电毫秒雷管后的耗量调整系数,并采用单一变量试验验证计算数据的准确性。结果表明,实测数据结果与理论推导结果、数学模型分析结果保持一致,证明两种研究方法的可靠性。

小孔排距网路中数码电子雷管的易损因素探究

为探究小孔排距网路中数码电子雷管的易损因素,通过发火-瞎火试验对比研究了经霍普金森杆冲击的数码电子雷管和普通导爆管雷管的抗冲击性;基于井巷小断面经典工况、ALE和Lagraner算法模型构建了数码电子雷管小孔排距网路工况模型,采用LS-DYNA软件对起爆点分别位于药柱中部和底部的爆炸历程和应力分布进行了模拟。结果表明:导致数码电子雷管在小孔排距网路中易损坏的主要因素是其电子控制模块抗冲击能力弱,通电后电子控制模块的抗冲击能力降低至通电前的2/5~1/2;将后爆炮孔的数码电子雷管置于前爆炮孔的适当位置,能有效降低其受到的冲击。

数码雷管的应用现状与展望

在总结现有数码电子雷管国内外文献的基础上,列举数码电子雷管在实际工程爆破中的应用情况,并对数码电子雷管未来发展提出了基于导爆管定延时数码雷管、无线自组网数码雷管和数码电子雷管的赋码系统等相关建议,为进一步降低雷管价格、增强使用中的安全性提供了保障。

水电站排沙洞岩塞爆破数码雷管爆破网路设计

刘家峡水电站洮河口排沙洞进口段岩塞爆破工程,具有岩塞直径大、承受水头高、淤泥覆盖层厚,爆破条件复杂,爆破设计和施工难度大等特点。爆破网路设计是整个爆破工程能否成功的关键所在。数码雷管作为一种新产品和新技术在近几年内得到了快速发展,数码雷管爆破网路,具有安全可靠、延期时间精确度高、设定灵活、施工简单、检查方便等优点。因此,为了保证主体岩塞一次成功爆通,在主体岩塞爆破网路设计中采用了数码雷管起爆为主,导爆索起爆和导爆管起爆为辅的混合网路起爆法进行起爆,以达到安全爆通的目的。

数码雷管露天深孔微差爆破网络数值模拟

以河北司家营露天矿场为对象,研究数码雷管精准延期的深孔露天微差爆破,提出可增大爆破效果、减少爆破振动危害的微差爆破网络,并利用非线性动力分析软件LS-DYNA模拟4种不同方案的露天深孔微差爆破。结果表明:采用菱形布孔,孔间间隔单炮孔爆破地震波的半周期,S型串联起爆顺序的微差爆破网络,在水平距离起爆点3~18 m处,比原矿场爆破方案下的有效应力增大24.8%;在水平距离爆源25~200 m处,比原矿场爆破方案在X方向爆破振速峰值减小,即降低了爆破振动危害。模拟结果对类似露天深孔爆破工程设计及实践具有一定的参考意义。

复杂环境下数码电子雷管在土石方爆破工程中的应用

合宁高速改扩建工程待爆区域紧贴高速公路,边坡高度高,爆堆易挤向高速公路,为控制爆堆方向以减少对高速公路路面及通车的影响,爆破中使用数码电子雷管精确控制爆破时序。待爆区域为3座山体,根据爆区地形地质条件和周围环境以及设计要求,决定采用排间延时松动爆破,采用110 ms间隔由两边向中间对称逐排起爆。第1个山体共29排,延期时间为260~1800 ms;第2个山体共37排,延期时间为150~2100 ms;第3个山体,因体量大采取了中间20排的每排前3个孔逐孔起爆,在此基础上采用110 ms间隔由两边向中间对称逐排起爆,共57排,延期时间为150~6300 ms。为节省爆破工程成本,本次爆破采用了导爆索和数码电子雷管结合网路,对于设置为同一延期时间起爆的炮孔用导爆索串接代替数码电子雷管,节约数码电子雷管数量约800发,实际数码电子雷管使用数量仅390发。起爆后,3座山体完全按照预期成功爆破,爆堆范围合理,飞石控制良好,完全达到了爆破目标。

数码电子雷管逐孔起爆网路延时时间应用探讨

为了获取数码电子雷管逐孔起爆网路的最佳延时时间,改善爆破效果,结合甘肃白银市白银区武川乡榆树沟大理岩矿山的石灰岩开采工程,通过调整孔间、排间的延时时间,进行了5次爆破试验。采用控制变量法,即在保持爆破孔网参数和单耗等参数均不变的情况下,孔间延时时间由原来25 ms调整为20 ms,每米孔距延时3～4 ms;排间延时时间由原来的75～110 ms调整为45 ms,每米排距延时9 ms,取得了较好的爆破效果,提高了矿山挖装效率和采场平整度,为类似工程施工提供可借鉴的数据和经验支撑。但相关爆破理论研究表明,排间延时时间受排数影响,孔和排间延时时间不可能无限制缩小,延时时间缩小和增大都存在一个临界值,超过这个临界值将会造成爆破事故,临界值的变化规律与岩石性质、结构和炸药性能等各种条件有关,有待于爆破同行们根据矿山实际情况进一步研究。

使用数码电子雷管爆破拆除基坑支撑梁

为了爆破拆除深基坑支撑梁,在主起爆网路中使用电子数码雷管。在周边环境十分复杂、爆破数量5600多孔、一次起爆药量近900 kg的大型城市控制爆破拆除中,使用电子数码雷管作起爆网路中的传爆雷管,提高了起爆网路的安全性。经过数百段、段间延时10 ms的微差接力,不仅一次性完成总药量的起爆,且严格控制了单响药量,实现了对格构柱周边支撑梁的平衡爆破,爆破取得成功,确保了预留格构柱和格构柱支撑的第一道支撑梁的安全,保证了基坑边坡的安全稳定。

基于LoRa物联的远程智能起爆系统研发

智能起爆系统是有效提升爆破安全管控水平的重要手段之一,现阶段,起爆系统仍存在因起爆能量不足或网路连接失误等难题。研发了基于LoRa物联的无线远程智能起爆系统,对比分析了LoRa技术与主流无线通信技术的区别,简述了智能起爆系统的安全控制及供电设计原理。LoRa通信技术与HM-TRLR-S433 MHz无线远程智能爆破系统具有通信距离远、抗干扰强、体积小等优点;GPS模块选用Air530Z模块,数码电子雷管的接收模块为Zigbee无线透传模块,采用MBus驱动电路将起爆信号发送至数码电子雷管,进而实现无线起爆。同时开展了不同距离、地形的无线远程智能爆破系统抗干扰及系统可靠性试验。结果表明:200~1000 m的水平距离区间及50~100 m的高差区间内,系统均运行稳定,在电磁干扰、杂散电流干扰下,模块正常率超过90%,振动干扰满足设计要求,系统可靠性高达100%。实现了各个数码电子雷管独立运行,爆破区域智能管控,提高了爆破网路连接的效率与安全性,可以为智能爆破建设、科学管理与决策提供技术支持。

超深地连墙的精细化拆除爆破

为解决城区地铁隧道工程遇障问题,保证周边建筑不受影响;采用精细爆破技术与双起爆网路,每个起爆药包延时不重复,有效控制了爆破有害效应;实践证明:采用双起爆网路效果很好,距离爆破点2.8 m地铁站无任何设施受到影响,地铁站站台爆破质点峰值振速为2.9 cm/s,进一步认证了地铁隧道抗振能力在不断提升,爆破技术在不断提高。

城市大型立交桥整体爆破拆除

介绍了复杂环境下数码电子雷管在城市大型立交桥爆破拆除中的应用。该桥为三层互通式,桥梁路线长,桥下淤泥层深厚。采用深孔为主、浅孔为辅的爆破技术,数码电子雷管网路为主、非电网路为辅的复式起爆网路。数码电子雷管网路既能减少多层立交桥桥体在爆破拆除塌落中的相互干扰又能利用其高精度毫秒延时特点达到减振目的。采用孔外延时起爆技术,铺设缓冲层和挖减振沟等多种减振措施,降低在淤泥地质上的触地振动。同时采用爆破水雾降尘等技术缓解了爆破拆除的粉尘危害,达到了良好的拆除爆破效果,可为同类工程提供参考。

深基坑V形后倾式爆破施工技术在麻城市浮桥水厂二期工程中的应用

V形后倾式爆破施工技术广泛运用于各行业深基坑爆破施工。在麻城市浮桥河水厂二期工程中,通过对V形后倾式爆破施工的布孔、炮孔倾角与倾向、炮孔装药结构进行优化,解决了传统V形后倾式爆破施工岩块大、块率产出过高、不利于挖掘装运的问题。该施工技术在爆破自由面少、岩石级别不超过XV级的各行业深基坑岩石爆破开挖中具有较高的推广价值。

大跨度双曲拱桥控制爆破拆除

以工程爆破实例为背景,介绍了数码电子雷管在大跨度双曲拱桥拆除爆破工程中的应用。通过爆破方案的合理设计,根据双曲拱桥的结构受力特点,搭设钻孔平台,采取合理布置炮孔和延期时间,并计算单孔装药量,通过数码电子雷管精确延时的优点设计不同的起爆顺序,实现了桥体逐段垮塌落地的目的,爆破震动及飞石控制均达到理想效果,桥体塌落后充分解体,爆破效果较好。实践证明:对拱顶、拱脚、立墙、桥墩和墩帽的依次起爆,延期时间控制在150ms至200ms能使桥体爆破后解体充分,能有效控制了桥体塌落后的解体尺寸,减小爆破塌落振动。