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大孔径沟槽爆破技术在层状岩体中的应用研究

大孔径沟槽爆破技术在层状岩体中的应用研究

作者：罗旬良武汉科技大学

学位级别：硕士

随着我国基础设施建设的迅速展开,沟槽石方爆破开挖技术作为现代爆破工程中的重要组成部分,已广泛应用于城市建设中的轻轨、公路、油气管道、地铁巷道、给水排水管道和电缆沟等基础开挖。所谓沟槽是指从自然平面向下爆破开挖宽度较窄并... 详细信息

随着我国基础设施建设的迅速展开,沟槽石方爆破开挖技术作为现代爆破工程中的重要组成部分,已广泛应用于城市建设中的轻轨、公路、油气管道、地铁巷道、给水排水管道和电缆沟等基础开挖。所谓沟槽是指从自然平面向下爆破开挖宽度较窄并有一定长度的凹槽。因此,沟槽爆破因临空面少,夹制作用大、又处于较低位置,易积水,故不仅爆破效果相对较差,而且爆破危害(主要是爆破飞石、振动)较一般的露天深孔爆破更为难控制。尤其是在复杂多变的岩体条件下,这些问题更为明显。目前,为了满足实际生产的需要,国内外研究学者将大孔径爆破技术引入沟槽爆破施工中并取得了显著地成果。但是针对层状岩体这一特定条件,至今仍然没有一套完整的爆破技术参数可以同时保证质量、进度、安全三大要素。本文针对这一问题,在现有基础上利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA和现场试验等手段对大孔径沟槽爆破技术在层状岩体中的应用进行研究,试图找出一套适合层状岩体的沟槽爆破开挖技术。所做的具体工作和取得的研究成果如下:(1)将倾斜掏槽孔引入大孔径沟槽爆破技术中,并设置掏槽孔角度为唯一变量,建立有限元模型考察掏槽孔倾角为70°、75°、80°、85°四种情况下岩石受损情况。通过观察掏槽孔周围岩石的应力云图和应力-时间曲线关系,得出掏槽孔倾角为75°时效果最佳,不仅为辅助孔提供足够空腔的新临空面,同时不会影响辅助孔的作用。(2)运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立具有水平裂隙的层状岩体模型,再结合现场试验对炮孔直径为90mm和115mm的大孔径预裂爆破技术进行研究,并以预裂缝隙、半孔率、不平整度三大评价指标作为判别依据。结果表明:炮孔直径为115mm时,层状裂隙处岩石没有明显的破坏,预裂壁结构面较为完整,没有明显的凹凸不平。(3)将研究所得的大孔径沟槽爆破技术在贵安新区核心区段地下空间及联络通道配套工程中的轻轨S1号线项目中实践应用,取得很好地爆破效果。不仅保证了施工进度,同时节约施工成本,对类似项目有一定的指导意义。

关键词：层状岩体大孔径沟槽爆破数值模拟现场试验

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内蒙古某金矿露天沟槽爆破优化研究

内蒙古某金矿露天沟槽爆破优化研究

作者：高辰阳武汉理工大学

学位级别：硕士

露天开采需要在水平面挖掘大量沟槽以形成台阶自由面,沟槽爆破的爆破条件较差,底盘有较大的夹制力,容易产生根底;沟槽爆破的爆破效果直接影响到矿山经济效益。目前,内蒙古某金矿沟槽爆破存在较严重的根底问题,爆破方案不合理是产生根底... 详细信息

露天开采需要在水平面挖掘大量沟槽以形成台阶自由面,沟槽爆破的爆破条件较差,底盘有较大的夹制力,容易产生根底;沟槽爆破的爆破效果直接影响到矿山经济效益。目前,内蒙古某金矿沟槽爆破存在较严重的根底问题,爆破方案不合理是产生根底的主要影响因素,因此,研究沟槽爆破的特点,优化爆破方案,改善沟槽爆破效果,减小根底的产生非常有必要。以该矿山的沟槽爆破为研究对象,通过对根底产生的原因进行分析,确定解决方案,应用ANSYS/LS-DYNA软件模拟爆破过程,根据模拟数据,提出优化方案。主要研究工作及成果:(1)基于该矿山的地质条件和矿山开采现状,对现阶段存在的问题进行多方面的原因分析,并且结合矿山的实际工程条件提出相应的解决方案,结果表明,利用数值模拟方法优化超深是解决根底问题最有效的方法之一。(2)应用ANSYS/LS-DYNA软件模拟药包在单自由面条件下的爆破,根据应力云图分析爆炸后应力波的传播过程及应力的分布情况;基于岩石破坏判定准则,对比应力峰值与动态抗拉强度的大小关系,得到距离爆破自由面不同深度水平面岩石的破坏范围,确定相应的爆破漏斗形状。结果表明,利用数值模拟软件定量分析岩石的破坏范围,利用自由面的爆破漏斗半径及分段底部岩石破坏半径来评价沟槽爆破效果是可行的。(3)结合矿山的实际爆破环境及爆破参数,建立相应的数值计算模型。通过改变模型炮孔的超深值,分析自由面的爆破漏斗半径和分段底部岩石破坏半径的变化,利用这两个半径来评价沟槽爆破效果,得到合理的超深值。结果表明,随着炮孔的超深的增大,自由面的爆破漏斗半径逐渐较小,分段底部岩石破坏半径逐渐增大,变化趋势均逐渐趋于平缓。针对不同的爆破方案,φ140mm和φ100mm炮孔模拟得到的合理超深能够有效改善沟槽爆破效果,解决根底问题。(4)利用数值模拟对露天沟槽爆破的优化研究,不仅可以应用于矿山的掘沟工程,也适用于其它的沟槽爆破,有效地节省了人力、物力和财力,克服了现场爆破实验的不可重复性缺点。通过该研究,加深了对沟槽爆破机理的认识,得到了沟槽爆破效果的判断依据,为矿山的爆破方案提供了相应的优化方案。

关键词：沟槽爆破爆破漏斗数值模拟合理超深

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沟槽爆破参数优化及成本分析

江西理工大学学报 2015年第3期36卷 58-63页

作者：罗福友邱子华周浩仓潘昌义罗福龙杨康江西国泰五洲爆破工程有限公司南昌330038 长沙矿山研究院有限责任公司长沙410012 江西荡坪钨业有限公司江西大余341514

为降低沟槽爆破成本,通过分析初始爆破成本组成结构,了解到孔网参数、超深、起爆网路、施工进度和装药结构是控制成本的关键技术经济指标,通过优化这些技术参数发现:炮孔孔网参数优化是降低成本最有效的方法,对其2次优化后成本降低了33.... 详细信息

为降低沟槽爆破成本,通过分析初始爆破成本组成结构,了解到孔网参数、超深、起爆网路、施工进度和装药结构是控制成本的关键技术经济指标,通过优化这些技术参数发现:炮孔孔网参数优化是降低成本最有效的方法,对其2次优化后成本降低了33.39%;炮孔超深从1.5 m优化至1.0 m,降低了钻爆成本;把孔外微差延时起爆网路优化为孔内微差延时,不仅减少了雷管用量,而且取得了更好的爆破效果;对于孔深小于10 m的炮孔采用连续装药爆破效果更为理想,大于10 m深的炮孔采用间隔装药,既节约炸药用量,又能减少大块率;对施工进度调整优化后,相应成本降低了7.33%.最终优化后,成本降至初始成本的0.57倍,大幅度提高了企业的效益.

关键词：沟槽爆破参数优化成本延米爆破量

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油气管沟槽爆破开挖

爆破 2004年第1期21卷 19-20页

作者：李建科蒋发雄陈东甘肃省化工研究院甘肃兰州730020 新疆油建新疆乌鲁木齐830000

　介绍了沟槽爆破技术在油气管线建设中的应用概况,重点介绍了药包布置、爆破参数选择、起爆网路设计等技术问题。此次工程经验对类似工程有一定的借鉴价值。

关键词：油气管沟槽爆破爆破参数起爆网路药包布置

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复杂环境下大孔径沟槽爆破技术的应用

现代矿业 2013年第10期29卷 171-172,187页

作者：杨军伟池恩安赵明生贵州大学矿业学院贵州新联爆破工程集团有限公司

采用直径为90 mm的大孔径爆破技术,利用底部密实上部不耦合的装药结构、微差爆破、逐孔小规模起爆和胶帘安全防护等技术措施,在保证工期和安全的情况下,将爆破震动、飞石等爆破危害严格控制在合理的范围内,在复杂环境下成功地施行了爆破... 详细信息

采用直径为90 mm的大孔径爆破技术,利用底部密实上部不耦合的装药结构、微差爆破、逐孔小规模起爆和胶帘安全防护等技术措施,在保证工期和安全的情况下,将爆破震动、飞石等爆破危害严格控制在合理的范围内,在复杂环境下成功地施行了爆破,达到了预期效果。

关键词：沟槽爆破大孔径装药结构安全防护

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深孔水耦合沟槽爆破

爆破 1999年第4期16卷 113-115页

作者：朱礼臣孙咏铁道部第十四工程局第四工程处山东省临沂市276003

在有限制条件下，选择合适的爆破参数，采用线性装药、水介质耦合等爆破方法，使沟槽开挖单排孔一次爆破成型。

关键词：沟槽爆破线性装药水介质耦合深孔爆破

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多点微差起爆在沟槽硐室爆破中的应用

爆破 1997年第4期14卷 46-50页

作者：高文乐赵锦桥李玉民张金泉山东矿业学院工程爆破研究所山东省泰安市271219

介绍了利用药包群的多点微差起爆，采用硐室爆破开挖沟槽的方法，这对如何利用药包群的合理布置、装药量和起爆顺序及时差来提高硐室爆破的抛掷率、改善破碎效果及减少爆破危害具有指导作用。

关键词：多点微差起爆沟槽爆破硐室爆破

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沟槽开挖成型爆破参数优化

工程爆破 2021年第2期27卷 73-78,107页

作者：雷振孙鹏昌卢文波李福千聂攀陈明中国水利水电第八工程局有限公司长沙410004 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

为了确定经济合理的爆破参数从而取得良好的沟槽开挖成型效果,依托深圳地铁12号线赤湾停车场开挖工程,开展了3类爆破方案共9次爆破试验。试验结果显示,预裂孔间距对沟槽两侧轮廓面成型效果起控制作用,预裂孔间距适当减小或设置导向孔,... 详细信息

为了确定经济合理的爆破参数从而取得良好的沟槽开挖成型效果,依托深圳地铁12号线赤湾停车场开挖工程,开展了3类爆破方案共9次爆破试验。试验结果显示,预裂孔间距对沟槽两侧轮廓面成型效果起控制作用,预裂孔间距适当减小或设置导向孔,沟槽两侧轮廓面半孔率提高20%以上;预裂孔底部加强段药量大于1.2 kg和主爆孔超深适当增加至0.7 m以上均能有效改善底板超欠挖效果。在对比分析各次爆破试验效果的基础上,综合考虑施工成本和效率,优选了2种经济合理的爆破方案。沟槽开挖成型爆破参数优化的研究可为类似工程提供参考。

关键词：沟槽爆破现场试验成型效果施工成本效率参数优选

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复杂环境下沟槽控制爆破技术

爆破 2010年第4期27卷 59-62页

作者：李东阳福建省泉州市建设工程质量监督站泉州362000

详细介绍了泉州行政管理服务中心综合管网沟槽爆破工程的设计情况。指出了在复杂环境中(爆区在被民房围绕的同时也环绕了在建楼房)进行沟槽爆破施工方法的选取、爆破参数的确定和安全防护措施的使用。

关键词：沟槽爆破预裂爆破安全防护