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中凯矿业大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究

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爆破 2024年第1期41卷 60-66页

作者：赵兴东宋景仪田斌范晓苏东北大学深部金属矿采动安全实验室沈阳110816 西藏中凯矿业股份有限公司林周分公司拉萨850000

装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题,造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废,严重影响生产效率;而盲目增大空气间隔长度比例则存... 详细信息

装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题,造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废,严重影响生产效率;而盲目增大空气间隔长度比例则存在爆破大块率增加的风险。以矿山实际的炸药和岩石参数为基础,采用数值模拟软件LSDYNA开展大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,以空气间隔长度比例为研究对象设计了12种装药结构方案进行数值模拟,得到了装药结构与爆破后冲作用、大块率、自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力等评价指标之间的关系。结果表明:自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力随空气间隔长度比例增加逐渐下降;当空气间隔长度比例小于等于30.5%时后冲作用明显,后排炮孔可能出现塌孔现象,当空气间隔长度比例大于等于45.3%时,存在大块率增加的风险,最优装药结构的空气间隔长度比例为44.2%。现场深孔爆破落矿试验表明,优化的装药结构爆破后大块率为7.1%且爆破后冲作用得到有效控制。

关键词：大直径深孔爆破落矿装药结构数值模拟大块率

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双孔装药结构爆炸分离钛合金板的研究

工程爆破 2024年第3期30卷 128-135页

作者：陈刚朱宇赵盟乔王杰春苏洪王猛安徽理工大学化工与爆破学院安徽淮南232001

为了探究双孔装药结构下爆炸分离钛合金板的最佳装药直径,采用数值模拟结合具体试验的方法,对不同孔径的钛合金板分离情况进行对比分析。通过观测点飞散速度并结合强度准则判断钛合金板的断裂情况,分析了双开孔结构钛合金板的断裂分离... 详细信息

为了探究双孔装药结构下爆炸分离钛合金板的最佳装药直径,采用数值模拟结合具体试验的方法,对不同孔径的钛合金板分离情况进行对比分析。通过观测点飞散速度并结合强度准则判断钛合金板的断裂情况,分析了双开孔结构钛合金板的断裂分离过程。结果表明:对于厚度为23 mm的TC4钛合金板,装药孔直径的大小直接影响了爆炸分离的效果。当单个装药孔的直径不小于4.75 mm时,钛合金板均能被完全分离。随着装药孔直径的增加,钛合金板受损越严重,额外附加动能也越大。在使用连续耦合装药方式下,相较于相同剩余厚度的单孔装药结构,双孔装药结构可以在减小一半装药量的同时,更有效地利用炸药的爆炸能量,达到分离钛合金板的目的。在一定范围内,可为航天器的级间分离提供新的技术方案。

关键词：爆炸分离数值仿真钛合金装药结构

粉砂质页岩隧道周边孔装药结构及装药量对爆破效果影响研究

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爆破 2024年第1期41卷 85-91页

作者：张建国杨文拜晓亮赵海钦蒋欢李家宏段聪刘振江王红云中交二公局隧道工程公司西安710000

光面爆破技术是目前控制隧道超欠挖的主要手段,为进一步探究周边孔装药结构及装药量对爆破效果的影响。以武隆隧道粉砂质页岩段为研究对象,采用现场爆破试验方法,分别进行了周边孔不同装药结构下不同单孔装药量爆破试验。结果表明:周边... 详细信息

光面爆破技术是目前控制隧道超欠挖的主要手段,为进一步探究周边孔装药结构及装药量对爆破效果的影响。以武隆隧道粉砂质页岩段为研究对象,采用现场爆破试验方法,分别进行了周边孔不同装药结构下不同单孔装药量爆破试验。结果表明:周边孔采用导爆索空气间隔装药结构,装药量为0.1+0.075×5 kg时爆破效果最佳,周边孔残留率96%,平均线性超挖为15.3 cm。采用雷管空气间隔装药结构,装药量为0.45 kg时爆破效果最佳,周边孔残留率可达90%,平均线性超挖18.4 cm。采用连续装药结构进行爆破,装药量为0.3/0.45 kg时爆破效果最佳,周边孔残留率32%,平均线性超挖量为24 cm。周边孔采用间隔装药结构可以有效提高爆破效果,保证周边孔炮孔残留率在50%以上,减小隧道超挖量;采用导爆索间隔装药爆破效果最佳,周边孔炮孔残留率在90%以上,雷管间隔装药结构爆破效果次之,炮孔残留率在70%以上,连续装药结构爆破效果最差,炮孔残留率50%以下。同时,通过现场试验证明:除采用导爆索空气间隔装药结构外,周边孔也可采用雷管空气间隔装药结构控制隧道超挖。

关键词：山岭隧道粉砂质页岩装药结构装药量爆破效果

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装药结构对爆炸压实W-Cu粉末的影响

焊接 2024年第1期 10-20页

作者：周通通梁增友邓德志乔炳旭童超慧高豪强中北大学太原035100

在爆炸压实技术中,粉体中激波和稀疏波的强度及作用时间直接影响压实体的质量。为探究爆炸压实中不同因素对粉体中压力变化的影响,基于AUTODYN有限元程序,建立了爆炸压实W-Cu粉末的有限元模型,通过流固耦合算法实现炸药、盛粉管和W-Cu... 详细信息

在爆炸压实技术中,粉体中激波和稀疏波的强度及作用时间直接影响压实体的质量。为探究爆炸压实中不同因素对粉体中压力变化的影响,基于AUTODYN有限元程序,建立了爆炸压实W-Cu粉末的有限元模型,通过流固耦合算法实现炸药、盛粉管和W-Cu粉末的相互作用。建立与现有试验对应的有限元模型,模拟结果和试验结果具有较好的吻合性,验证了模型和材料参数的可靠性。通过对爆炸压实过程的数值模拟,分析了装药厚度和盛粉管厚度对爆炸压实压力的影响。结果表明,装药厚度越厚,激波压力的作用时间越长,对粉末的压实越有利;随着装药厚度的增加,作用时间的增长减缓。盛粉管厚度越厚,粉体中稀疏波的强度越低,对压实体的影响越小;但随着管厚增加,粉体中心压力将会降低,粉末的压实质量下降;故选择盛粉管厚度时,需综合考量粉体中心压力和稀疏波强度对爆炸压实体的影响。

关键词：爆炸压实流固耦合数值模拟装药结构

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临近胶结充填体矿房爆破装药结构及振动规律分析

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矿产保护与利用 2024年第4期44卷 18-28页

作者：崔光久李祥龙左庭孙龙陈浩昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南省教育厅爆破新技术工程研究中心云南昆明650093 玉溪矿业有限公司云南玉溪653405

在采用空场嗣后充填法开采矿石过程中,为降低Ⅱ步骤回采矿房爆破落矿时,爆破冲击作用对Ⅰ步骤回采后进行胶结充填的矿柱造成的损伤,通过数值模拟方法,分析了不同厚度预留矿柱下空气间隔装药及砂石间隔装药两种装药结构在爆破过程中对临... 详细信息

在采用空场嗣后充填法开采矿石过程中,为降低Ⅱ步骤回采矿房爆破落矿时,爆破冲击作用对Ⅰ步骤回采后进行胶结充填的矿柱造成的损伤,通过数值模拟方法,分析了不同厚度预留矿柱下空气间隔装药及砂石间隔装药两种装药结构在爆破过程中对临近胶结充填体的损伤情况。研究结果表明,两种装药结构在爆破过程中对紧邻胶结充填体侧的保留矿体的损伤范围及胶结充填体内损伤,随保留矿体厚度的变化情况基本一致。但与砂石间隔装药结构相比,空气间隔装药结构在粉碎区耗能较低,更多能量集中于裂隙区,炸药能量分布更均衡,破岩效能更优。此外,通过现场监测爆破振动数据,结合萨道夫斯基爆破振动衰减公式,对振动监测数据进行多元线性回归。得到爆破振动在充填体中X、Y、Z三个方向衰减系数分别为2.31、1.76、2.08,且回归曲线线性相关关系强,符合矿山实际,相关衰减系数可作为控制爆破过程中最大单响药量的理论依据。研究结论为井下回采爆破参数选择提供了理论依据,对井下安全开采具有一定指导意义。

关键词：胶结充填体数值模拟装药结构爆破振动

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“装药结构的损伤、安全性和寿命评估”专题序言

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装备环境工程 2024年第4期21卷 I0012-I0012页

在生产、贮存、运输和点火发射等全寿命周期内,固体火箭发动机装药结构会受到温度、加载速率、压强、老化和湿度等单一载荷或复杂载荷的作用,从而会在装药结构内部形成损伤,进而导致整个结构的性能发生劣化,甚至影响其安全性和贮存寿命... 详细信息

在生产、贮存、运输和点火发射等全寿命周期内,固体火箭发动机装药结构会受到温度、加载速率、压强、老化和湿度等单一载荷或复杂载荷的作用,从而会在装药结构内部形成损伤,进而导致整个结构的性能发生劣化,甚至影响其安全性和贮存寿命。多年来,国内外研究者一直高度关注装药结构的损伤、安全性和寿命评估方面的问题,从装药结构用固体推进剂等含能材料和黏接界面的性能分析到装药结构的安全性和寿命评估技术等多方面开展了大量研究,但仍有许多基础性和共性的科学问题和技术难题没有得到有效解决,影响了有关装备的使用可靠性。

关键词：装药结构寿命评估固体火箭发动机全寿命周期贮存寿命固体推进剂含能材料使用可靠性

深埋引水隧洞光面爆破周边孔装药结构优化试验研究

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高压物理学报 2022年第4期36卷 206-216页

作者：赵晓明杨玉民蒋楠蔡忠伟欧阳松中国水利电力对外有限公司北京100011 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

隧洞爆破周边孔不连续装药结构是影响光面爆破效果的重要因素之一。基于秘鲁圣加旺Ⅲ水电站引水隧洞工程,针对现场爆破施工方案超挖现象,采用ANSYS/LS-DYNA建立周边孔不连续装药结构数值计算模型,分析了不同药卷间距下周边孔模型的围岩... 详细信息

隧洞爆破周边孔不连续装药结构是影响光面爆破效果的重要因素之一。基于秘鲁圣加旺Ⅲ水电站引水隧洞工程,针对现场爆破施工方案超挖现象,采用ANSYS/LS-DYNA建立周边孔不连续装药结构数值计算模型,分析了不同药卷间距下周边孔模型的围岩爆破效果;选择最优的周边孔装药结构设计方案开展现场爆破试验,对比验证了装药结构设计对隧洞超挖的改善效果。结果表明:当周边孔药卷间距小于350 mm时,爆破不会出现欠挖现象,且超挖范围随着药卷间距的增大而减小;当周边孔药卷间距大于400 mm时,爆破效果开始出现欠挖现象,且随着药卷间距的增大,欠挖范围增大。通过数值模型对比分析得出周边孔的最优药卷间距为350 mm,采用优化后的爆破设计方案进行爆破试验,得到的超挖范围明显减小,最大超挖距离由43 cm降至30 cm。

关键词：周边孔装药结构参数优化损伤特征超挖欠挖

基于聚能水压光爆技术的周边眼装药结构优化研究

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隧道建设（中英文） 2022年第1期42卷 103-112页

作者：宋鹏伟杨新安李淮孙卫星同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学交通运输工程学院上海201804 中交第三航务工程局有限公司上海200030

为获得聚能水压光爆技术周边眼的最优装药结构,基于聚能水压光爆机制,采用基于LS-DYNA的数值模拟试验和现场试验,分别对聚能水压光爆的围岩动力响应特性及光爆效果进行对比研究,优化周边眼装药结构。数值模拟试验表明,采用装药结构4时,... 详细信息

为获得聚能水压光爆技术周边眼的最优装药结构,基于聚能水压光爆机制,采用基于LS-DYNA的数值模拟试验和现场试验,分别对聚能水压光爆的围岩动力响应特性及光爆效果进行对比研究,优化周边眼装药结构。数值模拟试验表明,采用装药结构4时,聚能方向上有效应力值最大,裂隙区范围最大,超过50 cm,且聚能效果及控制爆破振动效果较好。现场试验表明,周边眼按照组4的结构进行装药时,眼痕率达到95%以上,超欠挖值最小,炮眼利用率最高,光爆效果最好。综合分析,确定装药结构4,即底部加强药×30 cm+聚能管装置×100 cm×3(间隔装药)+水袋×30 cm+空气间隔×40 cm+孔口水砂袋×30 cm为同一地质条件下6种试验方案中的最优方案。

关键词：隧道聚能水压光爆技术周边眼装药结构围岩动力响应特性光面爆破

不同装药结构爆破掘进时巷道围岩损伤规律分析

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煤炭工程 2022年第3期54卷 125-130页

作者：张枝伟雷兴海吴桂义李强李飞贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 盘江精煤股份有限公司土城矿贵州六盘水553529

为应对煤矿巷道耦合连续装药爆破掘进时围岩损伤较大的问题,通过理论分析,得出有限长柱状装药爆破时岩石的损伤范围计算公式。利用LS-DYNA数值软件,对不同柱状装药结构爆破时的围岩损伤规律进行研究。结果表明:耦合连续柱状装药时,槽腔... 详细信息

为应对煤矿巷道耦合连续装药爆破掘进时围岩损伤较大的问题,通过理论分析,得出有限长柱状装药爆破时岩石的损伤范围计算公式。利用LS-DYNA数值软件,对不同柱状装药结构爆破时的围岩损伤规律进行研究。结果表明:耦合连续柱状装药时,槽腔半径和炮孔周围围岩的损伤半径最大,分别为81mm和311mm。不耦合不连续柱状装药时,槽腔半径和裂纹长度最小,分别为41mm和200mm。在裂隙区内,距炮孔壁距离120mm的测点,采用不耦合不连续柱状装药时的损伤因子为0.194,分别为耦合连续、耦合不连续和不耦合连续装药的42%、50%和53%。综上,煤矿泥质粉砂岩巷道爆破掘进时,采用不耦合不连续柱状装药既能充分利用爆破时的能量,又能降低爆破荷载对巷道围岩的损伤。

关键词：煤矿巷道爆破掘进装药结构围岩损伤巷道掘进