基于立体视觉的数字图像相关方法在爆破抛掷作用研究中的应用

爆破抛掷物能否按照设计运动直接决定爆破工程的成败。为进一步研究爆破抛掷作用过程,量化研究抛掷物运动状态,本文采用数字图像相关和立体视觉原理,建立了爆破抛掷物运动观测系统。应用该系统观测了混凝土模型爆破试验过程,通过数字图像相关匹配算法进行抛掷物的跟踪,通过立体视觉技术计算抛掷物三维运动轨迹坐标,进而得到了其运动速度。结果表明,抛掷物的运动过程可分为整体加速运动和分散减速运动两个阶段。在第一阶段：在爆生气体推动下,抛掷物以一整体做加速运动,此阶段持续时间9ms,在6.5ms时抛掷物脱离爆破漏斗,最大速度可达16.63~19.65m/s;在第二阶段：抛掷物逐渐破裂、分散成块,处于不同区域、不同形状的碎块运动状态均不同,表面碎块的速度最大,可达26.24m/s,是潜在的爆破飞石,其只受到重力和空气阻力作用,做减速运动;中下部碎块在残余气体推动下,同样做减速运动,但减速缓慢,速度为9~16m/s;薄片状碎块在飞行中不断翻转,消耗自身动能,其中速度最小的仅为5~6m/s。整体运动阶段简单,而分散运动过程较复杂,除爆破参数、介质自身性质外,抛掷物碎块的形状、所处位置也会影响其运动状态,抛掷物表面碎块速度最大,更易形成爆破飞石。本文为量化研究爆破抛掷作用和预测爆破飞石提供了一种有效的新方法。     

露天矿智能采装功能模块设计

针对传统金属露天矿采装环节操作复杂、设备协同能力差、效率低等缺点,根据智慧矿山建设的要求对金属露天采矿的采装环节进行了智能化功能设计,形成了电铲远程监控、动态称重、电铲自主挖掘装载、斗齿检测模块,并对各个模块进行具体分析阐述,最终形成具备了智能监控、智能称重、智能装载、损伤智能预警功能的智能采装工艺,助力智慧矿山建设.     

束状孔双分层孔内延期爆破试验研究

束状孔当量球形药包爆破技术是以大直径深孔采矿爆破法为基础发展的一种新型爆破技术,以束状分散装药代替集中装药,装药量一致,爆破效果优于集中装药。但每次爆破会使孔底破碎、堵塞,繁重的清孔工作制约着爆破效率。将一次爆破分层由一个增至两个甚至多个,将使爆破效率成倍增加。将束状孔爆破与孔内延期爆破相结合,进行了双分层爆破试验。结果表明,两段装药延期50ms或75ms起爆时,双分层一次爆破成为可能,提高了束状孔爆破效率2倍。     

台阶高度对爆破振动高程效应的影响研究

爆破引起的振动是影响爆破生产安全和边坡岩体稳定性的重要因素,因此展开对爆破振动高程效应的研究是有必要的。本文通过现场爆破振动实测和混凝土模型爆破振动试验,研究台阶高度与爆破振动高程效应的关系,结果表明:高程对爆破振动既有放大效应也存在衰减效应,以衰减效应为主,放大效应为辅。在高程放大效应显现明显的区域,放大倍数随着高程差的增加,呈现先增大后缩小的变化规律。从整体来看,距爆源水平距离相等的测点,台阶的振速低于平地,在高程放大效应显现明显的区域除外。     

束状孔与等效单孔爆破效果数值模拟对比研究

束状孔当量球形药包爆破技术是大直径深孔采矿法的一个发展和延伸,与传统的单孔爆破技术相比,能提高炸药能量利用率,改善爆破效果。采用ANSYS LS-DYNA软件模拟束状孔和等效单孔爆破作用过程,结果表明,与等效单孔爆破效果相比,束状孔爆破在爆破近区过粉碎程度低,中远区能量较大,整体爆破效果好。     

炮泥堵孔在爆破中的作用模拟研究

采矿爆破中经常使用炮泥等材料进行堵孔,堵孔可以增强爆破效果,作用十分重要。通过数值模拟的手段比较无堵孔、炮泥堵孔和炸药堵孔三种状态下的爆破效果。分析结果表明,炮泥堵孔具有用药量小、爆破效果好的优点。     

基于数字图像处理技术的爆生气体膨胀规律研究

爆破导致岩石等介质的破碎是爆炸冲击波和爆生气体共同作用的结果,对爆生气体作用过程的分析一直缺乏有效的试验手段,基于此进行了混凝土模型浅埋集中装药室外爆破试验。对高速摄影机获得的气体膨胀过程图像进行了背景剪除、边缘检测等处理,得到了爆生气体自孔口溢出后扩散规律。结果表明气体溢出后,失去爆破介质的束缚,迅速膨胀,且总量呈现指数增长。数字图像处理技术结合高速摄影机是研究爆破等高速过程的有效手段。同时指出,气体在介质内部的作用过程需要进一步的试验和分析。     

束状孔爆破作用数值模拟研究

束状孔当量球形药包爆破技术是大直径深孔采矿法的一个发展和延伸,与传统的单孔相比,能提高炸药能量利用率,改善爆破效果。本文采用ANSYS LS-DYNA软件模拟束状孔和等效单孔爆破作用过程,证实了束状孔在爆破近区过粉碎程度低,中远区能量较单孔大,整体爆破效果比单孔好。     

爆破中炮泥堵孔作用模拟研究

采矿爆破中经常使用炮泥等材料进行堵孔,堵孔能增强爆破效果,作用十分重要。本文通过数值模拟的手段比较无堵孔、炮泥堵孔和炸药堵孔三种状态下的爆破效果,证明了炮泥堵孔药量小、爆破效果好的优点。     

露天矿含后缘裂隙岩质边坡岩体卸荷断裂机理与稳定性研究

基于边坡实际结构特征，利用断裂力学理论，推导了卸荷作用下后缘裂隙尖端的应力强度因子和临界失稳高度计算公式，考虑分支裂隙扩展长度，构建了边坡岩体裂隙扩展贯通力学模型，提出了边坡稳定性系数计算方法，并通过工程实例来验证。结果表明：(1)卸荷作用越强，后缘裂隙尖端复合应力强度因子越大，边坡的稳定性越差。(2)后缘裂隙倾角越大，临界扩展高度越小，起裂角越大，裂隙越来越趋向于边坡坡面扩展；平均高度越大，临界扩展高度越小，起裂角越大，裂隙越来越偏离边坡坡面扩展；裂隙长度对临界扩展高度和起裂角没有影响。(3)边坡安全系数随后缘裂隙倾角、平均高度和断裂韧度的增加而增大，随裂隙长度、下部裂隙角度和卸荷拉应力的增加而减小。研究成果可为认识和治理卸荷诱发含后缘裂隙岩质边坡崩塌滑坡灾害提供一定理论参考。