机制砂采场深孔爆破参数优化

为了解决闽侯县白沙镇唐举矿区建筑用凝灰岩矿山爆破大块率较大的问题,对导爆管爆破网路进行了优化,在不增加雷管成本的条件下实现逐孔起爆。通过调整孔网参数、采用分段装药结构及空气间隔装药等手段,使炸药能量均匀分布,并采用正交实验法对分段装药比例、填塞长度及空气间隔长度进行实验。通过实验,确定在分段装药比例为204∶52,一段填塞长度为3.5m,空气间隔长度为1.8m,二段填塞长度为2.9m时爆破效果最佳,有效地改善了爆破效果,提高了生产效率,降低了生产成本。     

机制砂采场深孔爆破参数优化

为了解决闽侯县白沙镇唐举矿区建筑用凝灰岩矿山爆破大块率较大的问题,对导爆管爆破网路进行了优化,在不增加雷管成本的条件下实现逐孔起爆。通过调整孔网参数、采用分段装药结构及空气间隔装药等手段,使炸药能量均匀分布,并采用正交实验法对分段装药比例、填塞长度及空气间隔长度进行实验。通过实验,确定在分段装药比例为204∶52,一段填塞长度为3.5m,空气间隔长度为1.8m,二段填塞长度为2.9m时爆破效果最佳,有效地改善了爆破效果,提高了生产效率,降低了生产成本。     

基于空气间隔优化的骨料用灰岩爆破粉矿率控制

针对某矿山爆破粉矿率偏高的问题，采用传统连续装药爆破方法易在孔壁粉碎圈附近产生粉矿，造成矿石级配不达标和资源的永久浪费。因此为改善爆破后矿石级配并提高骨料成品率，借鉴中部空气间隔装药爆破技术，依据现场工况参数，分别在0 m、1 m、1.2 m、1.5 m中部空气间隔装药条件开展爆破试验研究。首先采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟试验，建立了采用HJC本构关系的石灰岩模型，模拟该矿实际地质条件。随后获取不同间隔距离条件下岩体损伤分布特点，初步获取相对较优的空气间隔装药长度。由于ANSYS/LS-DYNA并未将爆生气体的作用考虑在内，因此为了得到更准确的实验结论，同时考虑到不宜使爆破大块率过度增加，结合项目实际情况，选用1.2 m、1.5 m中部空气间隔装药长度进行现场爆破试验，对比不同爆破试验条件下的岩块级配。试验结果表明，采用中部空气间隔装药的措施降低爆破粉矿率是有效的。采用空气间隔长度为1.5 m时，可以降低不均匀系数Cu与爆破粉矿率。技改前平均粉矿率约为15.94%,技改后4.75 mm以下的粉矿率可降低至9.37%左右，使得爆堆级配达到良好水平。     

油母页岩爆破粉矿率的控制技术

为降低油母页岩的爆破粉矿率,提高资源利用率,抚顺东露天矿在油母页岩爆破施工中,通过控制炮孔密集系数、采用孔底和上部空气间隔装药结构、减小填塞长度、孔内外延时起爆技术进行爆破试验,利用Split-Desktop 3.1图像分析软件进行爆破效果分析。结果表明:三角形布孔孔底0.6 m和上部2.6 m的空气间隔装药结构粉矿率较低;三角形与正方形布孔对比正方形最低。该区域的油母页岩体可采用正方形布孔、起爆密集系数为2、孔底0.6 m和上部2.6 m的空气间隔装药结构进行爆破。     

某露天采场深孔台阶爆破空气间隔装药的应用

为了改善某露天采场爆破作业中存在的振动大、大块率高等问题,采用中部空气间隔装药法代替连续装药法并对空气间隔比例进行对比研究。基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件构建装药不变条件下空气间隔比例分别为10%、12.5%、15%、17.5%和20%的中部空气间隔方案计算模型进行模拟分析:装药量不变条件下空气层比例为17.5%时,炮孔中、底部有效应力分布均匀,没有出现应力过度集中现象,效果最佳。经过现场试验后证明:采用空气层比例17.5%的中部空气间隔装药爆破后,大块率下降了27.26%、振动降低5%~12%,有效降节约了经济成本。     

轴向不耦合装药结构形式优化仿真研究

为了改变某隧道平导爆破效果差、爆炸能量利用率低的现状,采用ANSYS/LS-DYNA模拟不同轴向不耦合装药结构形式对爆破效果的影响,优化装药结构,以期达到增强爆破效果,降低粉尘量和岩石大块率的目的。合理的选择数值模拟中的材料模型和算法,是高效模拟分析轴向不耦合装药结构爆破的关键,因此采用ALE算法对孔口空气填塞不耦合,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合,孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合,孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合,孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合和孔口炮泥填塞与中、上部水介质间隔不耦合的装药结构进行数值模拟,并以爆炸应力波云图和最大拉应力来评价炸药爆破效果。数值模拟结果表明:水介质可以降低炮孔壁附近岩石的压力。装药长度1.25m时,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合装药结构较孔口空气填塞不耦合装药结构,能提高爆炸能量的利用率;孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合装药结构和孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合装药结构,爆炸能量利用率基本相同;孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合装药结构的炸药爆炸能量利用率较其余5种装药结构都大,能提高爆炸应力波对岩石的作用,使得爆炸应力波更加均匀作用于岩体,降低大块率产生。此数值模拟结果可为现场爆破方案设计与实施提供依据。     

轴向不耦合装药结构形式优化仿真研究

为了改变某隧道平导爆破效果差、爆炸能量利用率低的现状,采用ANSYS/LS-DYNA模拟不同轴向不耦合装药结构形式对爆破效果的影响,优化装药结构,以期达到增强爆破效果,降低粉尘量和岩石大块率的目的。合理的选择数值模拟中的材料模型和算法,是高效模拟分析轴向不耦合装药结构爆破的关键,因此采用ALE算法对孔口空气填塞不耦合,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合,孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合,孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合,孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合和孔口炮泥填塞与中、上部水介质间隔不耦合的装药结构进行数值模拟,并以爆炸应力波云图和最大拉应力来评价炸药爆破效果。数值模拟结果表明:水介质可以降低炮孔壁附近岩石的压力。装药长度1.25m时,孔口炮泥填塞、上部空气间隔不耦合装药结构较孔口空气填塞不耦合装药结构,能提高爆炸能量的利用率;孔口水介质填塞、底部水介质间隔不耦合装药结构和孔口炮泥填塞、上部水介质间隔不耦合装药结构,爆炸能量利用率基本相同;孔口水介质填塞、中部水介质间隔不耦合装药结构的炸药爆炸能量利用率较其余5种装药结构都大,能提高爆炸应力波对岩石的作用,使得爆炸应力波更加均匀作用于岩体,降低大块率产生。此数值模拟结果可为现场爆破方案设计与实施提供依据。     

采石场空气间隔装药数值模拟及应用

为改善某道路工程所属采石场的爆破效果,进行了空气间隔装药爆破技术的研究与应用.首先,运用数值模拟手段对比了不同空气间隔装药参数下的爆破作用效果差异,发现当间隔比例较小时间隔段的峰值压力依然足以破碎岩石;其次,在现场进行试验并运用数字图像分析软件分析爆后岩石块度分布,结果表明采用1 m间隔长度可以得到良好的爆破效果;最后,综合数值模拟及现场试验结果,在该采石场采用1 m间隔长度进行空气间隔装药,实际应用取得了降低成本、减小爆破振动、提高爆破效果的成效.     

金堆城露天矿空气间隔装药减震控制爆破试验研究

为确保金堆城露天矿东川河隧洞的安全,采用空气间隔装药爆破方式来控制爆破震动.采用连续装药爆破和空气间隔装药爆破两种方式进行现场试验,分别选取离隧洞60m、80 m、100 m、120 m、140 m的爆心距下爆破振动速度进行对比分析,得出空气间隔装药爆破试验具有明显的减震效果,减震率分别为22.76％、33.94％、27.59％、29.85％和31.91％.采用块度分析软件对爆破后的破碎效果进行分析比较,结果表明采用空气间隔装药比连续装药爆破产生的岩石块度分布均匀、平均块度和最大块度小、大块率低、破碎度高.     

中部空气间隔不同比例装药对炮孔孔壁受力及碎石块度的影响

为分析装药中部不同空气间隔位置对炮孔孔壁受力的影响，以Starfield迭加法为基础，得出中部空气间隔装药爆破时整段孔壁上的冲击压力计算公式。在ANSYS-DYNA中建立多组不同中部空气间隔位置的计算模型，对孔壁及周围岩体的受力和损伤度进行分析。最后，进行现场爆破实验，使用WipFrag软件对碎石块度分布的变化规律进行分析。结果表明：中部空气间隔装药爆破时，孔壁压力整体呈现两端大、中间小的分布特征，装药段孔壁受到的冲击压力达到最大，冲击波以8字型向炮孔周围传播。当空气间隔位置在装药段中点时，上、下段药柱周围岩体受力大致相等，碎石块度相对均匀。因此，垂直台阶进行露天爆破开采时，为降低大块和粉料的产生率，空气柱上、下段可进行等比例装药，倾斜边坡可以适当向上调整空气间隔位置。     

隧道掘进周边孔间隔装药结构选取及优化

在隧道掘进施工过程中采用水间隔装药爆破时,炮孔中同时存在空气和水两种间隔介质,其形成的爆炸应力相比单一空气间隔要复杂.为了选取合适的装药结构并确定合理的爆破参数指导现场施工,以温泉隧道为工程背景采用数值模拟的方法对周边孔水间隔和空气间隔装药爆炸应力进行模拟分析,然后选取合适的装药结构进行参数优化,最后通过现场试验进行验证.研究结果表明:在药量相同的情况下,周边孔采用水间隔爆破能够将爆炸能量比较均匀的传递到孔壁,对孔壁周围和炮孔上部围岩的破碎情况要好于空气间隔爆破,意味着达到相同的爆破效果,采用水间隔装药结构能够降低炸药单耗;当周边孔采用水间隔装药结构时,装药量为三段药卷0.9 kg,孔底水介质长度0.5 m,孔口水介质长度0.8 m,药卷间隔0.3 m较为合适,通过现场试验是合理可行的.     

气体间隔器在司家营铁矿的应用

司家营铁矿露天矿自投产以来,台阶深孔爆破一直沿用连续装药结构,这种装药结构药柱重心偏于台阶下部,炸药能量沿炮孔轴向很不均匀,在难爆区炮孔孔口部位往往产生较多大块,在易爆区域常有过度粉碎现象,同时爆破震动一直影响着附近居民的生活。为减少爆破产生的大块率和降低爆破震动,司家营铁矿露天矿台阶深孔爆破中使用气体间隔器,采用空气间隔装药技术以达到控制爆破矿岩块度,降低炸药单耗,减轻爆破震动的目的。     

孔底空气间隔装药增强破碎作用研究

为研究孔底空气间隔装药增强破碎作用，基于激波管原理以及应力波在不同介质的反射与透射理论，对孔底空气间隔装药结构对应5个反射与透射面上应力波的传播作用过程进行了详细分析。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，对连续装药结构以及不同空气层比例的孔底空气间隔装药结构进行数值模拟分析，数值模拟结果与理论分析相符。以孔底岩石能够出现明显的多个加载卸载过程以及岩体损伤范围能够覆盖整个空气间隔段作为判断依据，孔底空气间隔装药结构的最佳空气层比例为20%～30%。对不同空气层比例的现场钢管模拟试验结果表明：空气层比例为20%～30%的孔底空气间隔装药结构爆破效果最佳，出现明显钢管鼓包现象、爆后钢管残留率小、0～20 cm深度的岩体爆破损伤最大。     

高纬高寒地区冻土爆破效果优化研究

针对高寒高纬度地区不同冻土厚度下爆破块度大块率高的难题,在乌努格吐山铜钼矿冬季低温下进行爆破漏斗试验。根据试验结果利用利文斯顿爆破漏斗理论确定了冻土装药参数与爆破漏斗参数之间的关系,计算出冻土层的变形能系数,分析了不同冻土层厚度的爆破漏斗特性曲线。在装药量为4 kg时,冻土临界深度为1.3 m,最佳埋置深度为0.84 m,变形能系数为1.06;在装药量为8 kg时,冻土临界深度为1.7 m,最佳埋置深度为1.2 m,变形能系数为1.05;在装药量为12 kg时,冻土临界深度为2.2 m,最佳埋置深度为1.34 m,变形能系数为0.95。根据爆破立方根定律,推导出适用于现场冻土区的最佳装药参数,经过对不同冻土层厚度多种爆破参数下爆破效果对比分析,采取“分区域,分阶段”原则优化爆破效果,对于弱冻层区域采用减小堵塞长度并增加装药高度的方法提高爆破质量;对于强冻土区主爆孔周围增加辅助孔来降低冻土层大块率。总结出适用于高寒地区随冻土层厚度变化的爆破参数优化方案,爆破效果改善明显,在很大程度上降低了冻土层爆破后的大块率产出,提高供矿率。     

孔底准真空间隔装药的爆破效果试验研究

采用相似模拟试验对孔底准真空间隔装药的爆破效果进行研究。通过高速应变测试、爆破振动测试、爆破漏斗容积测量及块度测量分析爆破效果。相同实验条件下对比水、空气、准真空三种间隔装药方式:准真空所测得的平均峰值最小为1.67με;准真空间隔装药方式爆破引起的爆破震动速度峰值小于空气间隔及水间隔;空气间隔与准真空间隔装药方式爆破后,均能获得比连续装药方式更大的漏斗体积;准真空间隔装药方式爆破时爆出的块度大小集中在块度半径R为10~12.5 mm之间,块度均匀性较其他间隔装药方式好。得到以下结论:孔底准真空间隔装置的使用能延长爆破作用时间,增大爆破漏斗体积,减少大块率且准真空层与埋药深度之比在37.5%~50%范围内,爆破能量利用率大。     

节理裂隙岩体空气间隔装药爆破试验研究

为探索节理裂隙岩体空气间隔装药爆破技术的可行性,在贵州某土石方工程爆破施工现场选取岩体节理裂隙发育和岩体相对完整的2种地质区域,分别选取空气层的比例为5%、10%、15%、20%、25%、30%等工况进行混装铵油炸药孔口与孔底空气间隔装药爆破试验,利用Split—Desktop 3.0软件对爆破块度和爆破开挖后根底进行统计分析,得出了不同区域相同空气层位置、比例以及相同区域不同空气层位置、比例下的爆破效果。结果表明:节理裂隙发育区域采用空气间隔装药容易产生根底;岩体完整性对空气间隔装药参数取值有显著影响;岩体节理裂隙发育区域,应当选用较小的空气间隔比例;该试验区域的节理岩体可采用间隔比例为10%～15%的孔口空气间隔装药进行爆破。     

空气间隔器在深孔台阶爆破中的应用

叙述了空气间隔器在孔内不同间隔位置对爆破效果的影响,并对相应的爆破机理进行了详细的解释。根据矿山爆破实际,采取了孔口间隔、中间间隔和底部间隔3种不同的空气间隔。顶部使用空气间隔能有效地防止冲孔,但是对减少大块、爆破根底效果不明显;中部使用空气间隔可以有效解决爆破块度问题,但爆破根底仍有残留,同时需另外下发起爆药包,增加了工人的劳动强度。采用底部空气间隔时,在间隔长度H<(14～20)r时,可以减小粉碎区,增大裂隙区,从而有利于克服根底爆破残留。     

空气间隔装药对混凝土爆破效应的数值模拟

为了了解空气间隔装药条件下,药柱爆炸对混凝土破碎效应的影响,利用AUTODYN-2D软件建立空气间隔装药模型,研究不同条件下的爆破效应。模拟结果表明,与耦合装药相比,空气间隔装药能显著降低炮孔初始压力,因而可减少炮孔周围混凝土的过度破碎。同时也分析了空气柱的位置、长度、起爆位置以及炸药类型对混凝土破碎效应的影响。     

露天矿山台阶深孔爆破大块成因及解决措施

露天矿台阶深孔爆破大块率高是露天矿山生产过程中普遍存在的一个问题,在白马铁矿采场西帮断层角砾岩和下盘伟晶辉长岩等部位爆破大块率高的情况尤其突出。为此,结合白马铁矿近几年爆破开采情况和地质条件,详细地阐述了大块产生的位置以及采场难爆区域的状况,分析其产生的原因。根据实际条件,从起爆网路,炮孔布置,装药结构,优化难爆部位孔网参数、创造有利爆破条件以及施工与管理等方面,总结出有效降低白马铁矿露天台阶深孔爆破大块率的具体措施和方法。     

不同位置空气间隔装药爆破减振和破碎效果试验

为探究空气间隔装药爆破技术中最优的空气间隔位置,在金堆城南露天矿爆破施工中,分别选取药包上部、中部、底部3种不同空气间隔位置进行爆破试验。利用TC-4850动态测振仪对爆破振动进行监测,通过Split-Desktop 3.0软件对爆破块度进行统计分析,结果表明:药包中部间隔装药爆破的减振和破碎效果优于上部和底部位置。并采用ANSYS/LS-DYNA对三种不同空气间隔位置的爆破进行数值模拟,模拟结果与现场试验结果相符。