张广华[1]2002年在《装药结构对炸药单耗影响及爆破破碎块度分布分形规律的研究》文中研究说明为寻求合理的装药结构，对G.harrise数学模型进行了理论分析，采用Delphi语言编制计算机程序计算装药结构参数，爆破试验结果分析证实装药结构优化可以为矿山带来经济效益；根据分形几何理论，探讨了岩石爆破块度的分形特征，不同装药结构爆破试验的破碎块度均显现出了良好的分形结构。回归分析了爆破试验的炸药单耗、底盘抵抗线与爆破块度分维数之间的函数关系，对比不同装药结构爆破块度的分维数，得出了同等条件下间隔装药与连续装药炸药单耗差值的关系，以及装药结构对岩石爆破块度分布影响的规律。根据对岩石爆破破碎块度分布分形规律的研究，找出了预测孔网参数优化、爆破块度分布新的途径。
魏虎[2]2001年在《叁峡工程右岸电站岩石爆破参数优化研究》文中进行了进一步梳理本文系统地介绍了现阶段国内外岩体爆破块度预测模型建立的理论基础、研究条件及最终结果，对各模型的特点进行了分析和评价。分析了主要爆破参数对岩石爆破效果的影响，并从理论上探讨了岩石爆破破碎机理。论述了块度分布和爆破各项成本之间的关系，将大块率和平均块度作为中心控制参数，在加拿大钟汉荣博士提出的成本模型的基础上，广泛收集各种爆破经济技术指标，成功地建立了本文的爆破优化数学模型。以叁峡右岸爆破工程作为计算事例，运用约束变尺法的算法原理，在Fortran PowerStation4.0环境下编程求解，得到了该工程总成本最低时的爆破优化参数。 本文分析了爆破中大块石产生的部位和原因，并提出了相应的解决途径。由此设计了四种爆破方案： 1、连续装药方案； 2、间隔装药方案； 3、预弱化方案(MBSⅠ)； 4、综合方案(NBSⅡ)。 接着通过对叁峡右岸电站岩石爆破试验的结果进行分析和整理，取得了一系列的爆破数据，运用层次分析法对这些数据进行处理，得到最优方案。即集优化参数、空气间隔、梯形微差、宽孔距技术等先进爆破技术于一体的方案。把这一技术运用于实际工程，大大地改善了爆破作业后的块度组成，降低了大块率和爆破总成本。为此，从试验和理论两方面证明了本文的数学模型对实践具有指导意义。
龚汉松[3]2009年在《岩体爆破块度控制机理与工程应用研究》文中提出论文以某国防工程-防波堤工程为背景,根据防波堤块石规格要求,从岩体爆破破碎机理、块度控制理论、爆破技术等方面开展理论和现场试验研究,并应用于工程实践。论文主要研究内容有:1在岩体爆破破碎机理的经典固体力学理论研究基础上,开展岩体爆破损伤研究。以Taylor、Chen和Kuszmaul研究成果为基础,分析了岩体爆破损伤机理,并从裂纹密度、损伤演化规律以及有效模型表达的应力-应变关系叁部分进行论述,推导了岩体爆破损伤模型。并根据已有研究成果,提出了爆破作用下岩体裂隙的分形维数演化过程。2从炸药能量学说、炸药爆速、单位体积炸药消耗量、岩体断裂破碎的块度预测四个方面,分析了岩体爆破块度的控制理论。研究了岩体主结构面和装药结构对岩体爆破块度分布的影响作用,提出采用适当的不耦合系数,可减小炮孔近区的岩石粉碎率和增大破碎区范围,可获得较好的爆破质量效果。3通过现场试验,提出不同岩体、地质构造区的爆破块度分布指数,并以常用的六个指标综合提出了整个采石场爆破块度分区。开展全孔耦合装药、全孔不耦合装药及全孔不均匀不耦合装药叁种装药结构的现场工业性对比试验,试验得出全孔不均匀不耦合装药爆破效果最好,粉矿率最低。4建立了岩石性质、炸药单耗、底盘抵抗线、孔距、装药密度、炸药爆炸能量与粉矿率的相关关系。根据现场试验结果,建立了块度分布预测和控制函数,提出了爆破参数优化设计程序。5根据理论研究成果和现场试验结果,工程采用了岩体块度可控性的崩塌爆破技术,保证了防波堤石料的及时供应,确保了国防工程水工部分的按期完成。
赵颜辉[4]2005年在《装药结构对爆炸能量传递影响的试验研究》文中研究说明本文详细地分析了岩石爆破中爆炸能量的传递和转化过程,探讨了炸药与岩石的能量匹配关系。运用岩石的断裂损伤理论,从宏观和微观的角度研究了爆炸载荷作用下岩体裂纹的扩展行为。较为系统地分析了炮孔内药包位置、不耦合系数、耦合介质等因素对爆炸能量传递的影响,运用爆轰气体动力学理论与应力波理论详细地描述了底部间隔和中部间隔装药爆破时,药包与孔底之间的空气柱的作用机理和两药包之间的空气柱的作用机理的区别。根据空气和水两种不同介质在物理性质上的差异,分析比较了空气不耦合装药结构和水不耦合装药结构对爆炸能量传递的影响,并通过理论计算得出两种装药结构爆破时孔壁处的入射压力、冲击压力以及爆生气体的准静态压力与不耦合系数的关系。利用实验室模型试验,对空气不耦合和水不耦合装药爆破时介质的受力、变形情况以及爆破块度分布情况进行了对比,验证了理论分析的正确性和合理性。总之,本课题的研究为装药结构的合理优化与爆炸能量的有效利用和控制提供可靠的理论依据。
李啸[5]2012年在《围堰拆除爆破块度及爆堆形态的预测与控制研究》文中进行了进一步梳理水电是世界上公认的目前最具备规模性发展的清洁可再生能源，当前整个世界的水电发展处于高潮，大批水利水电枢纽工程的建设为爆破技术的发展提供了很好的科研和实践平台，同时先进的爆破技术也为其提供了支持和保障，尤其是具有专一性特点的围堰拆除爆破技术。围堰拆除爆破技术的核心是在确保邻近爆区各种已建水工建筑物安全的条件下，确保一次爆破成功，满足爆破块度、堆积形态等。因此对围堰拆除爆破块度和堆积形态方面的预测和研究具有重要的意义。本文首先详细阐述了爆破块度的各种预测模型的研究现状及其理论分析与评价，选择了适用于围堰拆除爆破的块度预报模型，通过理论分析和模型试验对该模型进行修正，得出适合于水下爆破的块度预测模型。其次介绍了围堰拆除爆堆形态预测的一些基本理论，以及这些基本理论在小湾水电站进出口围堰爆堆形状预报中的实际应用；然后，总结和研究了孔网参数、网络起爆方式、抵抗线等爆破参数以及装药结构、钻孔方式对爆堆形态的影响。最后用ANSYS/LS-DYNA软件进行数值模拟，研究改善围堰拆除爆破破碎效果的方法措施，主要从炸药单耗与药包起爆位置、炮孔堵塞材料叁个方面进行分析，得出有利的参数，指导工程实践。本文研究的重点在于：分析水、陆不同条件下的爆破差异，得出水下爆破块度的预报模型；总结分析爆破参数对爆堆控制的影响；通过数值模拟，研究改善围堰拆除爆破破碎效果的措施方法。
薄清元[6]2009年在《导流洞围堰拆除爆破冲渣效果关键影响因素研究》文中进行了进一步梳理岩石爆破过程机理复杂,影响因素繁多,高度非线性,很难用具体的数学方程来描述。在爆破效果及评价爆破质量中,爆破块度是个重要指标,爆破块度对导流洞围堰拆除能否实现即时过流具有决定性影响。因此,对导流洞围堰块度及其运动特性的研究具有重要的实际意义。本文首先详细阐述了爆破块度的各种模型的研究现状及其理论分析与评价。其次从理论上对岩体爆破破碎机理进行了动力分析并指出了影响爆破效果的主要因素,在确定出单耗是第一梯队影响因素后,详细阐述分析了爆渣的启动速度研究,对导流洞围堰内外水面高差大的情况下石块运行按涌潮的理论进行了尝试分析,并对堰内外水头差较小条件下能实现过流冲渣进行了论证。最后运用LS-DYNA数值模拟软件,通过对相同岩石条件、不同水深条件下水下爆破分别进行多次模拟分析,比较各模型中不同的破坏半径后,计算出岩石的单耗,通过对所得数据组的处理,研究单耗随着水深的变化关系。由模拟结果可以看出,随着水深增加,水介质对岩石爆破破碎的阻碍作用在增加,单耗相应增加。在h = 20 ~ 25m水深的情况下,单耗需要增加到h =0m条件下的3～5倍,与混凝土试块爆破试验基本吻合,进而更好地指导工程实践。本文的研究的重点或创新在于:将水压引入到爆破块度及其运动特性的研究中,并且对水头差较小的情况下实现过流冲渣进行了分析;深水条件下的数值模拟分析及其与试验情况进行对比。
赵根[7]2008年在《深水条件下围堰拆除爆破技术研究》文中提出本文通过理论分析、模型试验、数值模拟等多种手段相结合的研究方法,系统研究了深水条件下围堰拆除爆破理论,分析了水深对爆破效果的影响,建立了水下爆破设计装药量与陆地爆破设计装药量之间的关系式;解决了深水条件下围堰拆除爆破诸多关键技术问题,提出了适合水下爆破的块度预测模型,建立了水下爆破炸药单耗与爆破块度的关系;通过模型试验和数值模拟,进一步研究了水深对爆破破碎效果的影响、围堰倾倒爆破拆除中有关倾倒可靠性、运动规律及其效应等问题;推导出了即时过流的最大允许爆破块度尺寸计算公式;结合叁峡叁期RCC围堰拆除的实际需要,研究了有关围堰倾倒爆破拆除技术。研究的主要工作内容包括:1.在围堰拆除爆破理论研究方面,基于陆地爆破作用机理、水中爆炸物理现象,探讨了水下钻孔爆破的作用机理,分析认为,围堰拆除爆破同时具有陆地爆破和水下爆破作用机理综合特性,比单一的陆地爆破和水下爆破更为复杂。通过水深对围堰拆除爆破效果的影响研究,得出了水体对爆炸腔的影响作用可以忽略不计,水体对破裂半径的影响呈现水深越大破裂区半径越小,水体对破碎效果、抛掷距离的影响较大等重要结论,并建立了水下爆破欲取得与陆地爆破相同的爆破破碎效果,水下爆破设计装药量与陆地爆破设计装药量之间的关系式,为水下爆破装药量的设计奠定了理论基础。在分析围堰拆除爆破可能产生各种有害效应的基础上,根据围堰拆除爆破的特点,认为应重点关注:爆破振动、水中冲击波、涌浪、飞石等爆破有害效应,为围堰拆除爆破安全防护提供了科学依据。2.在深水条件下围堰拆除爆破关键技术研究方面,通过水深、浸泡时间对炸药性能—爆速影响的试验研究,得出了乳化炸药爆速随水深的增加而下降,水压的作用使炸药的密度发生了改变,从而影响了炸药爆速,其下降规律与乳化炸药密度对爆速影响规律相一致的结论。随着炸药浸泡时间增加爆速呈下降趋势,由于水压力的作用加速了水的渗透,使炸药的水含量增加,从而影响了炸药的爆速。这对深水条件下围堰拆除爆破的炸药选型具有指导性的作用,并对用于深水条件下的炸药生产、炸药外壳的选择等具有重要意义。通过水深、浸泡时间对雷管性能影响的试验研究,得出了水深、浸泡时间对防水型高精度塑料导爆管雷管和数码雷管的延期时间精度、起爆网路水下传爆的可靠性等影响不大的重要结论,为深水条件下围堰拆除以及水下爆破使用该类起爆器材提供了科学依据。在分析陆地爆破块度预测模型的基础上,结合深水条件下炸药性能的变化规律,对预报模型进行修正,提出了适合水下爆破的块度预测模型。在分析目前常用的水下爆破炸药单耗计算公式的基础上,提出了水下爆破基本炸药单耗的修正计算公式,建立了水下爆破的炸药单耗与爆破块度的关系,从而可以根据不同的爆破块度要求计算必须采用的炸药单耗,使水下爆破炸药单耗计算更科学、更具可操作性。在围堰拆除爆破安全控制标准研究方面,着重研究了爆破近区、帷幕灌浆的爆破破坏作用机理,并探讨了其爆破振动安全控制标准。3.在深水条件下围堰拆除爆破模型试验与数值模拟研究方面,通过深水条件下爆破破碎效果模型试验,进一步验证了本文有关水深对爆破破碎效果影响的理论研究成果。采用以重力相似为准则的物理模型试验和数值仿真计算方法,模拟和分析了爆破后堰块的倾倒运动过程及其效应;叁峡叁期RCC围堰拆除爆破后的效果证明,所采用物理模型试验和数值仿真技术是行之有效的,具有科学性、先进性和实用性。4.在即时过流围堰爆破技术研究方面,利用水力学截流模型试验中启动流速与颗粒粒度的关系,推导了在一定流速条件下的爆渣能被水流冲动的最大允许爆破块度尺寸计算公式,并分析了不同流量情况下,导流洞内水流速度与爆渣块度的关系,为实现围堰爆后即时过流,提供了确定允许爆破块度的计算依据。在允许爆破块度尺寸确定后,利用水下块度分布预测模型,计算炸药单耗,并据此确定相应的爆破参数。从而解决了即时过流围堰拆除爆破技术中两大关键技术问题:即满足一定流速条件下水下爆破块度的确定和实现这一爆渣块度的水下爆破炸药单耗计算问题。小湾导流洞进出口围堰拆除爆破的工程实践证明,利用研究的即时过流围堰爆破技术,能成功实现围堰爆破后即时过流。5.在围堰定向倾倒拆除爆破技术研究方面,以叁峡叁期RCC围堰拆除为例,研究了定向倾倒法拆除围堰的关键技术问题,如倾倒空间、倾倒支点、药室布置、倾倒可靠性、装药量计算、起爆网路等,开创了定向倾倒爆破拆除围堰的先河。把围堰爆破拆除施工方案溶入到围堰的施工建设中,提出的“预置集中药室—倾倒爆破”这一围堰拆除创新理念,被成功地应用到叁峡叁期RCC围堰施工和围堰拆除爆破工程中。在国内首次将世界上最先进的数码雷管应用到叁峡叁期RCC围堰拆除爆破中,精确控制炸药的起爆时间,实现干涉降震,减小了爆破振动有害效应,确保了周围建筑物的安全。安全监测结果表明,这是一次非常成功的爆破。采用倾倒爆破拆除技术实施的叁峡叁期RCC围堰拆除,创造了围堰爆破拆除工程量、拆除难度、一次起爆分段数、起爆时间等多项纪录,推动了我国围堰拆除技术的发展。
楼晓明[8]2004年在《乌龙泉矿裂隙岩体爆破参数优化的研究》文中认为本课题是为了解决武钢乌龙泉露天矿回采过程中产生的难题——大块和粉矿率偏高问题而提出的。由于矿区地质构造复杂，节理、裂隙、溶洞发育，生产爆破的块度组成难以达到理想的效果。因此能否有效地减小大块和粉矿率，提高矿山经济效益，已成为乌龙泉矿开采中亟待解决的问题。 本文从采用环形不耦合装药结构进行深孔台阶爆破入手，从理论研究、数值模拟和现场工业试验叁个方面对问题的解决展开了研究，且理论分析和数值模拟彼此验证和补充，其结论直接指导现场的实际爆破参数设计，再通过工业试验进行检验、修正和完善，使叁方面的研究构成一个有机整体。 理论上，分析了环形不耦合装药结构提高爆破效果的原因，利用弹塑性力学、损伤力学及岩石断裂力学原理，得出了用环形不耦合系数K、岩石损伤D等表示出的裂隙岩体爆破破坏范围和能量消耗计算式，认为可根据各矿山的不同情况和实际条件，得出适合的不耦合系数K值，从而控制大块和粉矿率。 数值模拟方面，为客观再现爆破应力扩展全过程，深入认识爆破动载作用下裂隙岩体的破碎情况，验证理论分析，利用大型有限元计算软件——ANSYS 7.0建立了数学模型，并用LS-DANY 960软件对耦合装药和环形不耦合装药台阶爆破作用过程进行了数值模拟，对不同装药条件下模拟的爆破破碎范围进行了比较。 工业试验方面，根据得出的理论公式和经验公式进行了参数设计，并在乌龙泉露天矿进行工业试验。对试验参数与目前应用参数爆破的效果进行了比较和分析，并就设计参数进行了检验和补充。
康强[9]2012年在《裂隙岩体空气间隔装药爆破数值模拟及试验研究》文中认为在炮孔内装入间隔器,形成空腔取代一部分炸药的装药结构被称为空气间隔装药技术。空气间隔段位置及比例是空气间隔装药最重要的参数,采用合适的间隔位置与间隔比例,在有效降低爆破成本的同时,还可以起到改善破碎效果、减少根底,降低爆破振动效应等作用。以往的空气间隔装药爆破机理研究主要是基于均质、完整岩体的假设条件,而在节理裂隙发育岩体中进行空气间隔装药爆破的研究在我国极为少见。本文分别利用数值模拟及现场试验来研究节理裂隙岩体中的空气间隔装药爆破技术,试图探索最佳的空气间隔装药爆破技术参数。完成的工作及取得的主要成果如下：(1)运用有限元分析软件ANSYS//LS-DYNA,模拟了炮孔内不同空气间隔位置与间隔比例、不同节理裂隙类型与间距条件的空气间隔装药爆破过程,对比分析了不同间隔装药条件下的岩体损伤范围、应力分布与变化规律。模拟结果表明：顶部、底部及中部叁种空气间隔装药结构,采用相同空气层比例时,空气层位于炮孔中部的空气间隔装药爆破对周边岩体的损伤范围最大；在空气层周边的应力作用相比连续耦合装药更为持久；与连续耦合装药结构比较,空气间隔装药结构空气层周边岩体在爆破作用过程中受到的拉应力作用相比连续耦合装药更为强烈；岩体节理裂隙对于爆炸应力波的传播有显着影响,节理裂隙越密集,爆炸应力波在向外传播过程中衰减得越快。(2)在贵州典型的喀斯特地貌地区,选取节理裂隙发育与相对较完整的两个试验地点,进行了孔口、孔底、孔正中部、孔中上部、孔中下部五种间隔位置多种不同空气间隔比例条件的空气间隔装药爆破试验,采用块度分析软件Split-Desktop3.0进行块度分析。试验结果表明：在节理岩体中,采用合理间隔比例的空气间隔装药爆破,爆后平均块度、大块率接近连续耦合装药,同时可以有效降低粉矿率,改善爆破块度均匀性；空气层置于炮孔孔口和炮孔中部是最佳的空气间隔装药结构,其合理间隔比例为10～20%；在节理裂隙发育岩体中不宜采用孔底空气间隔装药爆破技术。
缪玉松[10]2018年在《爆轰波碰撞聚能的爆破技术研究》文中研究指明提高炸药的能量利用率是工程爆破中的重要课题,虽然现有的聚能和控制爆破技术能够实现增加局部爆炸破碎作用的目的,但由于其实现工艺繁琐和应用条件的限制,难以在工程爆破中得到广泛应用。本文提出了一种在炮孔内实现爆轰波碰撞聚能的爆破方法,该方法具有操作便捷、炮孔利用率高和不受炮孔内水的影响等优点,可用于硬岩开挖、巷道掘进、岩塞爆破等夹制力大的工程爆破作业,同时,也适于对爆破块度进行控制。论文以基础爆破实验、理论分析、数值计算和工业应用相结合的方法,开展爆轰波碰撞聚能爆破技术的详细研究。论文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)提出了一种爆轰波碰撞聚能爆破方法。该方法采用对称布置的高爆速起爆药条起爆炮孔中主装炸药,在主装低爆速炸药中形成爆轰波碰撞,提高炮孔壁面上的局部压力,达到聚能爆破的目的。由于该爆破方法无聚能罩避免了材料的浪费;无聚能穴可方便地用于水孔爆破,同时提高了炮孔中炸药装填量;且爆破工艺简单、费用低廉,适用于夹制力大的工程爆破。(2)以系列基础爆破实验从定性到定量对爆轰波碰撞聚能进行研究,建立了一套爆轰波碰撞聚能实验研究方法。即首先通过定性刻蚀与扩孔显像实验观察到爆轰波碰撞聚能现象;其次应用炸药猛度实验得出爆轰波碰撞聚能的猛度值较雷管起爆降低5.1%和7.27%,炸药作功能力实验得出爆轰聚能较雷管起爆作功能力增加13.06%,铅壔孔深度增加80%的现象;最后设计了一种可模拟岩石爆破破碎状态的裂纹提取实验槽,实验结果表明,在爆轰聚能方向上出现6mm宽的较大裂纹,最大岩石块度面积较雷管起爆增加 68.59%。(3)从理论分析和数值计算的角度,进行爆轰波碰撞聚能机理分析。即首先通过爆轰波碰撞聚能理论分析,得出密度为0.9g/cm3的工业炸药爆轰波入射角达到46.8°时产生马赫反射,爆轰波在正碰撞、斜碰撞和马赫反射时的爆压比值为2.41、2.3～2.48和3.08倍;得到爆轰碰撞压力达到2倍以上,起爆药至少应为炮孔主装药爆速1.15倍的条件,为爆破装药设计奠定了理论基础;其次应用锥形流理论,给出平面和轴对称二维高速线性起爆药条爆轰问题的流场解。应用数值计算方法,直观的反映了爆轰波碰撞聚能和岩石裂纹动态扩展过程。单炮孔数值计算结果表明,马赫反射处的爆压较稳定爆轰增加3.15倍,且在该位置处形成大裂纹;双炮孔结果表明,爆轰聚能孔间最大冲击压力增加84.21%,应变能增加约3倍;炸药猛度实验的物质点法模拟结果表明,爆轰聚能时出现的线性粒子流飞散是猛度值下降的原因。(4)通过孔桩、盾构地下孤石和露天采矿台阶爆破工业应用试验,设计并完善爆轰波碰撞聚能的爆破工艺方法。孔桩爆破结果表明,爆轰聚能爆破可使炸药单耗降低60.48%,爆破进尺提升2.29倍;盾构地下孤石爆破结果表明,爆轰聚能爆破可使盾构机掘进速率提升42.74%,降低爆破作业成本26.74%;露天采矿台阶爆破结果说明,该技术使岩石最大块度降低66.61%,改善爆堆块度均匀性,避免爆破根底的产生。工程试验结果表明,爆轰波碰撞聚能爆破技术可以在工程爆破中取得很好的应用,该方法具有操作便捷、炮孔利用率高和不受水孔的影响等优点,更适用于硬岩或夹制力大的工程爆破作业。
参考文献：
[1]. 装药结构对炸药单耗影响及爆破破碎块度分布分形规律的研究[D]. 张广华. 昆明理工大学. 2002
[2]. 叁峡工程右岸电站岩石爆破参数优化研究[D]. 魏虎. 武汉理工大学. 2001
[3]. 岩体爆破块度控制机理与工程应用研究[D]. 龚汉松. 中国地质大学（北京）. 2009
[4]. 装药结构对爆炸能量传递影响的试验研究[D]. 赵颜辉. 安徽理工大学. 2005
[5]. 围堰拆除爆破块度及爆堆形态的预测与控制研究[D]. 李啸. 长江科学院. 2012
[6]. 导流洞围堰拆除爆破冲渣效果关键影响因素研究[D]. 薄清元. 长江科学院. 2009
[7]. 深水条件下围堰拆除爆破技术研究[D]. 赵根. 中国科学技术大学. 2008
[8]. 乌龙泉矿裂隙岩体爆破参数优化的研究[D]. 楼晓明. 武汉科技大学. 2004
[9]. 裂隙岩体空气间隔装药爆破数值模拟及试验研究[D]. 康强. 武汉理工大学. 2012
[10]. 爆轰波碰撞聚能的爆破技术研究[D]. 缪玉松. 大连理工大学. 2018
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