软岩巷道周边控制爆破的研究

软岩中的光面爆破,往往眼痕率低,出现超挖,效果不理想,对此进行了分析,导出崩落眼爆破损伤光爆层岩石的损伤因子对光爆层岩石性质的影响关系以及损伤岩石中的光爆参数计算式;指出采用岩石定向断裂爆破技术,并考虑崩落眼爆破对光爆层岩石的损伤效应,设计出相应的光爆参数,是提高软岩光爆效果的有效方法。同时,也为进一步研究软岩的光面爆破理论与技术明确了方向。     

周边控制爆破引起的围岩松动效应分析

为了把握爆炸引起的围岩松动机制，确定围岩松动范围大小，对周边控制爆破引起的围岩松动效应进行了初步研究。定性分析了爆破方法与围岩松动范围大小的关系，从理论上给出了确定周边控制爆破引起的围岩松动范围大小的计算方法，提出以围岩松动范围Ｌ作为衡量爆破引起的围岩松动效应强弱的指标，实例计算与分析表明，采用低能量炸药和不偶合装药是减小围岩松动效应的有效途径。     

半煤岩巷道控制爆破及围岩控制技术

通过分析东保卫煤矿半煤岩巷道围岩破碎原因,针对掘进施工爆破震动破坏大以及支护形式不合理的问题,依据东保卫煤矿半煤岩巷道围岩特性,提出了半煤岩巷道控制爆破掘进及围岩＂锚带喷＂控制技术。对煤岩中爆破孔的参数以及对装药量进行改进,满足爆破掘进的同时又减小了爆破对围岩的震动,使围岩扰动半径控制在0.3 m以内;在控制爆破后,通过减少锚杆支护密度,增加两帮喷浆工序,降低了支护成本,减轻了工人劳动强度,半煤岩回采巷道掘进效率提高40%。     

弓长岭井下矿巷道围岩爆破损伤控制研究

为了研究巷道掘进爆破对围岩造成的损伤效应,准确获取巷道开挖爆破对巷道围岩的扰动情况,本文利用声波测试法对巷道爆破开挖过程中围岩损伤进行探测,根据声波测试得到的结果,提取可以有效反映损伤特征的参量,根据公式计算测得的爆破声速及爆破损伤结果,进而直观的反映出围岩损伤情况。基于对普通药包及切缝药包进行爆破时的超声波测试,得到装药段及封堵段声速变化,进而根据声速变化值得到爆破对围岩的损伤情况。     

爆破扰动对巷道围岩损伤的数值模拟

深部巷道围岩在频繁爆破扰动作用下微裂隙不断产生、扩展与贯通,形成宏观破裂,岩体失稳灾害日益突出。本文采用FLAC3D软件,考虑不同侧压力系数,开展高应力爆破扰动条件下巷道围岩损伤规律研究。结果表明:应力环境明显影响巷道围岩的损伤特征。初始应力条件决定巷道围岩的破坏区域和破坏形态分布,爆破扰动会加剧巷道围岩的损伤,加快破坏速度。与初始应力状态相比,爆破扰动造成巷道围岩松弛区变厚、应力集中程度和影响范围增大,同时改变围岩中位移的分布特征和范围,并增大围岩的最大位移量。巷道围岩所受双向载荷差值越大,爆破扰动作用后塑性区的深度就越深,破坏增量也越大,巷道围岩塑性区的范围远大于松弛区。支护工程应控制松弛区围岩,避免其发生垮落。研究为深部巷道围岩控制提供支撑。     

多次爆破振动下巷道围岩松动圈变化规律研究

为了探究巷道围岩在多次爆破振动下松动圈的变化规律,通过单孔超声波测试技术测定了每一次爆破后围岩松动圈的变化范围。根据测试结果确定出8次爆破后各测点松动圈大小相比爆破前平均增大了2.25%,最终巷道围岩松动圈范围为1.14 m左右。结果表明:在多次爆破振动的反复作用下,围岩松动圈在增大,但并不是每一次爆破振动都会引起围岩松动圈的改变。同时对于爆源中远区,爆破振动对各测点松动圈的影响是随机的,和爆心距没有一定的相关性。     

采场周边控制爆破影响因素分析及参数计算

针对阶段空场嗣后充填矿房回采中进行采场周边控制爆破的需要,分析了爆破效果三方面的影响因素,并提出应对措施,提出了设计周边孔爆破参数的一种方法,工程验证后,证明计算方法可行,爆破效果理想。     

巷道掘进中爆破对邻近巷道围岩及支护的影响

爆破是煤矿井巷掘进的一种重要施工手段。分析了巷道掘进爆破工程作用下,围岩损伤及爆炸波传播和衰减过程,研究了新巷道掘进爆破施工对已有邻近巷道围岩及支护的影响情况。本文研究成果可为巷道支护设计提供借鉴。     

立井冻土周边爆破效果的试验研究

介绍了立井冻土周边爆破效果的实验室试验方法、试验参数及试验结果。从孔深、孔距和最小抵抗线3个方面对试验结果（包括光爆效果、破碎效果和综合效果）进行了分析。通过试验获得了较好效果下周边爆破的适宜参数，并对冻土的爆破机理和爆破对冻结管的影响问题进行了探讨。     

混凝土微细观损伤断裂的分形行为

分析了混凝土内部微细观损伤断裂裂纹的结构，分布及演化特征，指出混凝土的内部微细观损伤断裂行为具有分形特征；运用分形方法定量描述了混凝土的损伤演化行为。研究表明，承载面内损伤域分遽维数的变化能够反映出混凝土的内部损伤演化趋势，分形维数与外应力呈非线性关系。     

切缝药包不耦合装药爆破损伤破坏的分形研究

为研究不同不耦合系数下切缝药包的爆后损伤破坏特征,以有机玻璃为试验材料,对不耦合系数1.33、1.67、2.00、2.33、2.67的切缝药包爆破损伤破坏进行分析。基于分形理论中计盒维数的原理,编写MATLAB程序分别计算5种不耦合系数下切缝药包在切缝方向以及垂直切缝方向爆生裂纹的分形维数。对爆后裂纹长度以及数量进行统计分析,结果表明:①在试验选取的不耦合系数范围内,切缝方向裂纹的分形维数显著大于垂直切缝方向的分形维数,切缝药包对于爆生裂纹扩展方向的控制具有明显效果;②在试验选取的不耦合系数中存在最佳不耦合系数1.67,在该不耦合系数下切缝方向爆生裂纹分形维数达到最大值,裂纹长度最大,爆破损伤破坏的定向控制效果最佳;③在不耦合系数大于1.67后,随着切缝药包不耦合系数的逐渐增大,切缝方向的裂纹扩展长度逐渐变短。     

爆炸作用下介质损伤破坏的分形研究

根据盒维数的计算原理,提出了爆炸载荷下爆生裂纹分形维数的计算方法,并建立了分形维数与爆破损伤度之间的对应关系。利用Matlab软件编写了基于数字图像的爆生裂纹盒维数算法。利用该算法对普通药包和切缝药包两种爆破方式下爆生裂纹的分形特征进行了分析,确定了炮孔周围不同区域的损伤度。结果表明,在普通药包爆破中,随着爆生裂纹的扩展,爆破引起介质的损伤逐渐降低,在炮孔相同距离处,介质的爆破损伤度基本一致。在切缝药包爆破中,爆破介质的损伤度有区域性和方向性特征,在爆生裂纹I区,沿切缝方向产生的爆破损伤较普通药包爆破时相应区域的损伤程度略有降低,且切缝方向的损伤度下降更为显著;对于爆生裂纹II区,沿切缝方向产生的爆破损伤高于普通药包爆破时相应区域的损伤度,而非切缝方向的爆破损伤有明显下降;对于爆生裂纹III区,沿切缝方向产生的爆破损伤明显增加,相应非切缝方向产生的爆破损伤显著降低。基于分形维数的爆破损伤度计算,可用于定量评价爆生裂纹的空间分布特征,为研究岩石爆破损伤的演化规律提供了一条新的途经。     

束状孔爆破增强岩石损伤试验

采用小型爆破试验方法,开展不同束状孔间距、不同当量大孔间距条件下的爆破损伤试验。结果显示,单束孔或单个当量大孔爆破时,药包侧面爆破损伤范围较两端大,且损伤岩石的纵波速度较低。随离药包的距离增加,爆破损伤变量值呈指数下降,当量大孔损伤变量值较束状孔的下降更快。在爆破近区(x<5.56D₀),当量大孔损伤变量值较束状孔的高。在爆破中远区(x>5.56D₀),束状孔损伤变量值较当量大孔的高。束状孔组与当量大孔组爆破时,组间距增加,组间岩石的损伤变量值下降。相同间距条件下,束状孔间岩石的爆破损伤变量值大于或等于当量大孔损伤变量值。束状孔/当量大孔间距1.5 m(16.67D₀)、2.0 m(22.22D₀)时,在组间的爆破叠加破坏作用较单孔损伤变量值增加30%～40%。     

偏心不耦合装药爆破对岩石损伤的试验研究

针对张坝沟石灰石矿露天边坡倾斜孔光面爆破,在爆孔旁侧钻眼测试声波以测试岩石的损伤程度,结果表明爆破影响达1.5m左右。文中还通过水泥砂浆模型实验得出了孔壁应力、应变和压力分布,结果表明炸药紧贴孔壁的压力远大于其余方向的压力,为改变装药结构提供依据。     

定向断裂控制爆破理论分析及现场应用

基于断裂动力学理论,文章论述了切缝药包定向断裂控制爆破炮孔间贯通裂纹形成的机理。按照切缝药包定向断裂控制爆破参数计算公式确定的炮孔间距和装药量,经现场实际应用证明是有效的和合理的。     

深孔松动爆破对巷道围岩稳定性的影响研究

许疃煤矿3222工作面采用深孔松动爆破技术过断层,通过现场实测数据分析了炮孔周围巷道围岩爆破振动衰减规律,建立了巷道松动圈受柱状装药爆破振动影响的力学模型,得出围岩动态松动圈半径的计算公式,并阐述了爆破的累积损伤效应,为巷道安全支护设计提供了依据.     

周期性爆破振动下围岩的损伤累积效应

采用现场测试的方法对岩石巷道爆破近区的振动进行测试,随着掘进工作面的推进,得出了爆破振动沿巷道侧壁的传播衰减规律;利用超声波测试技术对巷道侧壁的损伤规律进行研究,揭示了爆破振动下岩体的损伤累积规律。研究发现：在爆破近区15 m内爆破振动衰减缓慢,之后有一个急剧衰减过程,掘进工作面推进到25 m时,爆破振动衰减到1 cm/s左右。通过比较发现斜线法更适于巷道侧壁的损伤测试,工作面推进到10~20 m时损伤度急剧增长。综合分析爆破振动与声测结果得出：在周期性爆破振动载荷下垂直于测试孔方向的微裂纹得到优先发展,爆破振动的衰减是岩体内部损伤发展的外在表现。     

层状岩体爆破损伤断裂机理分析

分析了岩体交界层面之间具有黏结力的层状岩体的受力状况和爆炸应力波在层状岩体中的传播过程，比较了应力波在同一介质和不同介质、在相同传播距离的衰减状况．分析表明，层状岩体的断裂损伤是爆炸应力波的动作用和爆生气体静作用共同作用的结果，爆生裂纹可以在比以往理论预测值更低的气体压力作用下起裂和稳定传播，从而使气体的作用表现的更有效．