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定向拉张爆破可视化试验研究及工程应用
1
作者 郭山 张权 +2 位作者 何满潮 郭昌放 王超 《工程科学学报》 北大核心 2026年第1期14-25,共12页
钻爆法在岩体开挖领域得到了广泛应用,定向断裂控制爆破是其中的重要应用方向之一.为此,针对岩石材料抗拉强度远低于其抗压强度的力学特性,提出一种爆破后仅在孔壁预设方向产生一个近似二维单裂面的控制爆破技术—定向拉张爆破(Directio... 钻爆法在岩体开挖领域得到了广泛应用,定向断裂控制爆破是其中的重要应用方向之一.为此,针对岩石材料抗拉强度远低于其抗压强度的力学特性,提出一种爆破后仅在孔壁预设方向产生一个近似二维单裂面的控制爆破技术—定向拉张爆破(Directional tensile blasting,DTB).分析了DTB技术定向致裂原理,采用自主研制的试验系统开展了DTB可视化试验,并在煤矿现场进行了DTB定向切顶试验.研究结果表明:(1)DTB技术通过非炸药含能材料(膨胀剂)瞬间反应在孔内产生高温高压气体对介质产生膨胀致裂效果,并通过拉张爆破装置控制裂缝起裂及扩展方向;(2)DTB技术通过拉张爆破装置的调控作用使得孔壁在预裂方向产生集中拉应力,从而通过拉张作用在试件预裂方向产生I型裂缝,形成定向、单一裂面;(3)在复合顶板巷道100 m试验段范围内,采用DTB技术切顶后孔内平均裂缝率达到92%,取得了理想的定向断裂效果,有效降低了巷道应力水平,缓解巷道变形情况.研究结果有助于揭示DTB技术定向拉张致裂机理,促进DTB技术在定向破岩领域的应用. 展开更多
关键词 定向断裂 拉张爆破技术 非炸药爆破 PMMA 定向切顶
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中国立井冻结井壁技术的发展与展望 被引量：2
2
作者 杨维好 黄书翔 +8 位作者 王衍森 李伟 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期92-114,共23页
分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国... 分析了“深部化”和“大型化”趋势对中国深井井筒的设计、施工与运维带来的严峻挑战。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结井壁技术的状况。概述了2002年以来我国在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术取得的重大突破及其应用情况,包括:冻结井筒C60~C100、CF80~CF110高承载力混凝土井壁设计与施工技术,深厚土层中冻结井壁破裂灾害防治技术,深厚富水岩层中低渗漏单层井壁技术等。针对2002年以来中国冻结井壁技术的发展,总结了井壁材料的进步;介绍了横截面、纵剖面井壁结构的发展;归纳了对土层的初始水平水土压力、内层井壁承受的水压、冻结压力、富水岩层中孔隙水引起的井壁水力荷载、井壁竖直附加力等的新认识;简述了井壁力学模型,高径向承载力井壁和内层可缩井壁的力学特性,双层复合井壁之内、外壁厚度的设计理论,含水岩层中单层井壁厚度的设计理论和内层可缩井壁的设计理论等的新进展;介绍了大厚度井壁裂漏机理及防裂技术、井壁腐蚀破坏及防治技术、信息化施工技术,以及内层可缩井壁和低渗漏单层井壁的施工工艺。针对我国在1500 m超深土层中以及3000 m深厚富水岩层中冻结井壁技术将面临的挑战,指出应重点研究:深厚土层中冻结井筒掘进期间浅部外壁破裂新机理,超深土的力学特性,高强、高性能筑壁材料与构件,超高承载力井壁结构及其力学特性,超深冻结井壁设计理论与施工技术等。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 冻结井壁 井壁结构 井壁材料 井壁外载 冻结壁 力学特性 设计理论 施工技术
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单裂隙注浆参数数值模拟优化分析
3
作者 杨志佳 祝方才 +2 位作者 赖国森 尚亚新 李端茹 《湖南工业大学学报》 2026年第1期1-8,共8页
软弱破碎岩体隧道常采用水泥浆液注浆加固以保证隧道安全施工,并用浆液扩散范围评价注浆效果。采用Barton粗糙度标准曲线,临摹建立裂隙DXF文件,并导入COMSOL软件,基于多孔介质渗流方程建立单裂隙注浆模型。以注浆扩散距离为指标,设计裂... 软弱破碎岩体隧道常采用水泥浆液注浆加固以保证隧道安全施工,并用浆液扩散范围评价注浆效果。采用Barton粗糙度标准曲线,临摹建立裂隙DXF文件,并导入COMSOL软件,基于多孔介质渗流方程建立单裂隙注浆模型。以注浆扩散距离为指标,设计裂隙粗糙度、注浆压力、黏度和裂隙开度的四因素三水平正交试验方案,分析4个因素对浆液扩散的影响。结果表明,注浆压力和裂隙开度的增加能提升浆液扩散范围,黏度升高则与之相反,裂隙粗糙度增加会加大浆液扩散的角隅效应,导致扩散距离减小。通过极差分析法和方差分析法,得知4个因素对浆液扩散影响效果由高到低依次为浆液黏度、注浆压力、裂隙开度和粗糙度,并给出了浆液扩散距离最大时的四因素组合水平。 展开更多
关键词 注浆加固 单裂隙 扩散距离 数值模拟 正交试验设计
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中国立井人工地层冻结技术的发展与展望
4
作者 杨维好 李伟 +8 位作者 王衍森 孟祥军 杨志江 任彦龙 韩涛 张驰 张涛 骆汀汀 张雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第10期4707-4728,共22页
在我国矿产资源和地下空间开发向深部进军的过程中,立井施工面临高土压、高地应力、高水压、高地下水流速和恶劣岩性等严酷条件,亟需突破凿井技术瓶颈制约。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工... 在我国矿产资源和地下空间开发向深部进军的过程中,立井施工面临高土压、高地应力、高水压、高地下水流速和恶劣岩性等严酷条件,亟需突破凿井技术瓶颈制约。总结经验教训,指出冻结法是复杂条件下深井井筒施工最主要的地层堵水与加固工法。回顾了2002年以前国内外冻结法凿井技术的状况;概述了2002—2022年在400~800 m深厚土层中和在500~1000 m深厚富水岩层中中国立井人工地层冻结技术取得的重大突破及其应用情况;总结了中国在冻结法凿井物理模拟试验装备,深埋人工冻土试验装备与方法,深土人工冻土力学,冻结岩石的力学特性,地层冻结制冷技术与装备,超深冻结孔施工技术与装备,多圈管冻结温度场变化规律,深厚土层中冻结壁的变形规律,深厚土层中冻结壁厚度的设计理论,深厚富水岩层中冻结壁厚度的设计理论,冻结管断裂新机理与预防技术,分圈异步冻结工艺,分圈控制冻结工艺,局部冻结工艺,深厚岩层中冻结孔固管封水技术,井筒与毗邻硐室联合冻结技术等方面的新进展。针对我国在1500 m超深土层以及3000 m深厚富水岩层中采用地层冻结技术将面临的挑战,指出应重点在-80℃深冷制冷技术及其配套材料与装备,深埋深冷人工冻土的力学特性,深埋深冷冻结壁的力学特性与设计方法,高精度超深定向冻结孔施工技术与装备,超深井筒冻结壁形成与维护新技术等方面开展攻关研究。 展开更多
关键词 深厚土层 深厚富水岩层 立井 冻结法凿井 地层冻结 人工冻土 冻结壁 冻结管 温度场 力学特性
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智能化岩巷瓦斯抽采全断面组合式顶管掘进系统
5
作者 王东禹 岳亚军 +2 位作者 张耀元 任艺 傅杰 《煤矿机械》 2026年第1期138-143,共6页
针对深部煤矿开采中瓦斯抽采效率低、传统高抽巷成本高等问题,提出并实践一种基于顶管技术的智能化岩巷瓦斯抽采全断面组合式掘进系统。通过对该系统的总体架构与工作原理、掘进与瓦斯抽采协同机制及现场应用案例的分析,系统研究了智能... 针对深部煤矿开采中瓦斯抽采效率低、传统高抽巷成本高等问题,提出并实践一种基于顶管技术的智能化岩巷瓦斯抽采全断面组合式掘进系统。通过对该系统的总体架构与工作原理、掘进与瓦斯抽采协同机制及现场应用案例的分析,系统研究了智能化顶管系统的核心设计与应用效果。研究表明,该系统通过多级推进、同步注浆减摩等技术,实现了全断面掘进与瓦斯抽采的协同作业,月进尺可达300~500 m,施工人员减少至4人。围岩力学计算表明,在埋深520 m、直径φ2.0 m的巷道中,围岩弹性径向位移仅为3.55 mm(注浆后),远低于超挖阈值(50 mm),验证了施工安全性。高抽巷距回风巷水平位置最优布置区间为18.18~28.35 m。同时,采用预抽+随掘双阶段控制、超前探孔强化抽采及智能监测体系,使瓦斯压力由1.2 MPa降至0.68 MPa,浓度稳定低于0.2%。研究成果为建立适用于瓦斯治理等的组合式顶管掘进系统提供了一定技术方案和理论基础,推动了煤矿掘进技术向智能化与绿色化方向转型。 展开更多
关键词 顶进系统 注浆减摩 力学特性 协同作业 智能化转型
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海则滩煤矿井壁结构参数分析与应用
6
作者 樊玮晔 《陕西煤炭》 2026年第1期147-152,共6页
【目的】针对海则滩煤矿含水层丰富、地层不稳定等复杂地质条件引起的井筒施工难度大、安全性差等问题,开展井壁结构分析,并确定施工方案。【方法】首先分析了海则滩煤矿地质特征,为避免钻井法施工造成的废泥浆难处理、大直径钻井技术... 【目的】针对海则滩煤矿含水层丰富、地层不稳定等复杂地质条件引起的井筒施工难度大、安全性差等问题,开展井壁结构分析,并确定施工方案。【方法】首先分析了海则滩煤矿地质特征,为避免钻井法施工造成的废泥浆难处理、大直径钻井技术不成熟和井筒的垂直度难以保证等问题,提出了基于冻结方法的凿井方式。通过井壁结构参数分析,计算井壁参数。【结果及结论】现场实践表明,该方案有效提高了井筒试挖段井帮稳定性,为井筒表土段外壁高效掘砌创造了良好的冻结条件,取得了良好的施工效果。 展开更多
关键词 冻结法 立井施工 井壁结构 凿井方法
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复杂地层条件下西部地区煤矿斜井建设技术研究进展
7
作者 武永强 王春刚 《陕西煤炭》 2026年第1期168-172,共5页
【目的及方法】井工开采深部矿产资源必须建井先行。对于穿过松散富水表土或富水软弱岩层等复杂地层条件下的斜井,普通法施工无法通过,必须采用降水法、注浆法、冻结法等特殊工法进行施工。故论述降水法、注浆法、冻结法、盾构法(TBM)... 【目的及方法】井工开采深部矿产资源必须建井先行。对于穿过松散富水表土或富水软弱岩层等复杂地层条件下的斜井,普通法施工无法通过,必须采用降水法、注浆法、冻结法等特殊工法进行施工。故论述降水法、注浆法、冻结法、盾构法(TBM)等工法的适用性,并对国内采用斜井开拓的煤矿和复杂地层斜井建设工程进行简要介绍,重点对复杂地层斜井建设技术从冻结段井壁结构、冻结工艺、掘砌技术等方面进行详细介绍。【结果及结论】对我国西部地区斜井建设的经验与教训作了总结,列举了部分建井期间被迫改用冻结法抢险或修复井筒的煤矿案例,进一步明确了在西部地区白垩系、侏罗系孔隙含水为主的弱胶结砂岩层条件下,基岩冻结法凿井更具适应性,为我国同类地质条件矿井的斜井施工方案提供了借鉴。 展开更多
关键词 斜井 复杂地层 建设技术 冻结法
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矿井产品仓地基处理工程质量控制要点研究
8
作者 王瑞鹏 《门窗》 2026年第2期136-138,共3页
为了提升矿井产品仓地基处理施工质量与结构安全,本文采用承载力计算、支护与排水设计及分层夯实检测等方法,以实际工程为例,研究地基承载力控制、基坑支护与排水、填土及夯实等关键环节的质量控制措施。结果表明,复合地基承载力显著提... 为了提升矿井产品仓地基处理施工质量与结构安全,本文采用承载力计算、支护与排水设计及分层夯实检测等方法,以实际工程为例,研究地基承载力控制、基坑支护与排水、填土及夯实等关键环节的质量控制措施。结果表明,复合地基承载力显著提高,沉降量有效降低,支护与排水运行稳定,整体施工质量满足设计控制要求。 展开更多
关键词 矿井产品仓 地基处理 承载力控制 支护与排水
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新型环保乳化炸药在露天矿爆破中的能量利用率提升及污染控制
9
作者 熊正超 《现代工业工程》 2026年第2期101-104,共4页
为解决露天矿爆破传统炸药能量浪费,提高炸药能量利用率、污染超标的核心难题,新型环保乳化炸药以其爆轰稳定、低毒适配的优势成为矿业绿色转型关键。本文结合工程需求,分析其胶体稳定性、爆轰参数与岩性的匹配机制,从配方优化、参数设... 为解决露天矿爆破传统炸药能量浪费,提高炸药能量利用率、污染超标的核心难题,新型环保乳化炸药以其爆轰稳定、低毒适配的优势成为矿业绿色转型关键。本文结合工程需求,分析其胶体稳定性、爆轰参数与岩性的匹配机制,从配方优化、参数设计、起爆升级构建能量利用率提升体系,提出岩性分区配方调整及多参数优化模型;针对多类污染建立“源头-过程-末端”全链条控制路径,旨在为爆破高效绿色化提供技术支撑。 展开更多
关键词 新型环保乳化炸药 露天矿爆破 能量利用率 污染控制化
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矿山隧道爆破钻孔布置与装药结构优化探究
10
作者 王一民 《石材》 2026年第1期95-97,共3页
本研究以某矿山隧道项目作为研究对象,针对矿山隧道的地质条件以及具体的爆破要求,详细地分析了孔距与孔深的选择、布孔角度的调整以及多孔系统与靶向爆破的具体应用,以便提高爆破的连续性、安全性。在此基础上,针对爆破装药结构,提出... 本研究以某矿山隧道项目作为研究对象,针对矿山隧道的地质条件以及具体的爆破要求,详细地分析了孔距与孔深的选择、布孔角度的调整以及多孔系统与靶向爆破的具体应用,以便提高爆破的连续性、安全性。在此基础上,针对爆破装药结构,提出了基于爆破效果与安全性的优化方案,结合动力学分析以及适应性装药设计,优化了药量分布与爆破力的传递效率。通过现场实验,验证了优化方案在提高爆破效果、减少震动等方面的显著优势。 展开更多
关键词 靶向爆破 布孔角度 适应性装药
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煤矿岩巷TBM快速掘进研究进展与展望 被引量：10
11
作者 严红 吴林 +1 位作者 李桂臣 宋维斌 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术... 基于TBM在岩巷掘进中的显著优势,分析了我国煤矿岩巷TBM发展阶段分类及总体特点,归纳了2015—2024年煤矿岩巷TBM应用特征,包括主要应用省份、岩巷类型、刀盘直径和生产集团;分别从超前探测和预测预报技术、矿井生产地质条件适应性技术和巷道围岩稳定性控制技术三个方面分析了煤矿岩巷TBM掘进技术现状;最后从深部岩巷围岩稳定性控制、超前探测和掘进参数、装备构件适应性和快速组装工艺三个方面对煤矿TBM后续研究提出展望,对于煤矿TBM设计和应用具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 全断面掘进机(TBM) 岩巷 快速掘进 围岩控制 智能化煤矿
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论“采煤就是采数据”的学术思想 被引量：2
12
作者 马宏伟 薛旭升 +7 位作者 毛清华 齐爱玲 王鹏 聂珍 张旭辉 曹现刚 赵英杰 郭逸风 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期272-283,共12页
煤矿智能化的核心是综采工作面的智能化,综采工作面智能化的关键是数字化。为了提高综采工作面的智能化水平,提出了“采煤就是采数据”的煤矿综采工作面智能化开采学术思想,凝练了数字工作面构建、精准截割、设备位姿检测与控制、设备... 煤矿智能化的核心是综采工作面的智能化,综采工作面智能化的关键是数字化。为了提高综采工作面的智能化水平,提出了“采煤就是采数据”的煤矿综采工作面智能化开采学术思想,凝练了数字工作面构建、精准截割、设备位姿检测与控制、设备群速度控制和设备群协同控制等五大关键技术,阐述了基于五大关键技术的学术思想内涵,构建了基于数字工作面智能开采的学术思想体系架构。针对综采工作面数字煤层构建问题,融合数字煤层数据、设备群数据等,利用空间插值算法、数字孪生技术等构建数字工作面,构建了包括数字煤层数据、历史截割位姿和速度数据、采煤量数据、设备群协同数据等的数据库,阐述了多源数据融合的数字工作面动态更新方法,提高数字工作面模型的精度;针对综采工作面精准截割问题,阐述了融合数字煤层驱动的截割轨迹规划数据和历史截割位姿数据的轨迹规划方法,以及基于规划轨迹数据的智能插补轨迹跟踪控制方法,利用人工智能算法对规划截割轨迹数据和轨迹跟踪控制的位姿插补数据进行迭代优化,提高截割轨迹规划和轨迹跟踪控制精度;针对综采工作面设备位姿检测与控制问题,阐述了基于多传感器融合数据的工作面装备位姿精准检测方法,以及基于神经网络算法的位姿控制方法,通过位姿感知数据和位姿控制数据的深度融合与迭代优化,实现综采工作面设备群位姿的精准检测与控制;针对综采工作面设备群速度控制问题,提出力−电耦合的截割载荷测量方法,以及基于人工智能寻优算法的速度智能控制方法,融合截割载荷数据和采煤量数据,利用人工智能寻优算法决策最优的牵引速度、截割速度、运煤速度,实现基于设备群速度匹配的高效智能截割控制;针对综采工作面设备群协同控制问题,阐述了基于人工智能算法的设备群主从协同控制方法,以采煤机位姿与速度控制数据作为主导者,刮板输送机和液压支架控制数据作为跟随者,利用人工智能神经网络算法求解最优的设备群位移与速度协同控制参数,实现设备群智能高效安全作业。“采煤就是采数据”五大关键技术已经在煤矿中得到应用,验证了学术思想的可行性。“采煤就是采数据”的学术思想为突破煤炭智能开采的关键技术难题奠定了理论基础。 展开更多
关键词 数字工作面 截割轨迹规划 位姿控制 速度控制 协同控制
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海域盾构隧道孤石和基岩凸起段的精细化爆破预处理方法研究 被引量：1
13
作者 魏海霞 崔有权 +4 位作者 陈建福 杨小林 褚怀保 祝杰 陈士海 《爆破》 北大核心 2025年第1期81-88,158,共9页
海域盾构施工中常遇到大粒径孤石和基岩凸起段,通常采用爆破法进行预处理,爆破预处理的效果是盾构机顺利通过的关键。依托厦门轨道交通2号线工程,综合考虑海域孤石和基岩凸起段的覆盖层条件、爆破块度控制指标及海洋生物安全控制标准,... 海域盾构施工中常遇到大粒径孤石和基岩凸起段,通常采用爆破法进行预处理,爆破预处理的效果是盾构机顺利通过的关键。依托厦门轨道交通2号线工程,综合考虑海域孤石和基岩凸起段的覆盖层条件、爆破块度控制指标及海洋生物安全控制标准,提出了一种盾构隧道孤石和基岩凸起段的精细化爆破预处理方法。具体步骤包括:爆破孔网参数设计;炸药单耗、单孔装药量、平均块度尺寸的计算;装药结构及爆破网路设计;爆破块度分布效果预测;考虑生态环境影响进一步优化爆破方案。现场应用结果表明:爆破预处理后的块度在30 cm以内,满足盾构机推进的块度尺寸要求;盾构机在爆破预处理段能够顺利掘进,与正常段推进参数基本相近。实现了海域盾构隧道孤石和基岩凸起段的精细化、生态化、高效化和安全化爆破施工。 展开更多
关键词 海域盾构 孤石 基岩凸起段 爆破预处理 块度
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极高地应力条件下光面爆破围岩损伤规律研究 被引量：3
14
作者 黄永辉 占宇飞 +2 位作者 张洪波 李清林 阮迅 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期104-112,共9页
针对深埋隧道开挖过程中存在极高地应力的情况,为研究地应力对光面爆破围岩损伤产生的影响,采用基于ANSYS/LS-DYNA软件的数值模拟方法,通过结构化网格-有限元-粒子流耦合算法(structured mesh-finite element-particle flow coupling al... 针对深埋隧道开挖过程中存在极高地应力的情况,为研究地应力对光面爆破围岩损伤产生的影响,采用基于ANSYS/LS-DYNA软件的数值模拟方法,通过结构化网格-有限元-粒子流耦合算法(structured mesh-finite element-particle flow coupling algorithm,S-FEM-SPH)进行三维模拟。研究在双向等值地应力0~40 MPa条件下的光面爆破围岩损伤规律,研究结果表明:边帮和顶板处的围岩损伤度根据爆心距的变化分为水平直线阶段和反“S”型曲线下降阶段;在反“S”型曲线下降阶段,距离爆心距中间位置的围岩,损伤度随爆心距的下降速率大;地应力对边帮和顶板处的围岩损伤均有影响,但对边帮处围岩损伤的影响大于顶板处,当地应力大于20 MPa时影响更加明显;通过对比边帮和顶板处有效塑性应变和围岩损伤深度随地应力的变化规律,从而验证了围岩损伤深度随地应力增加呈现先减小后增大变化规律的正确性。 展开更多
关键词 数值模拟 光面爆破 极高地应力 围岩损伤 S-FEM-SPH算法
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涉水边坡预裂爆破参数优化试验研究 被引量：1
15
作者 钟冬望 陶好好 +5 位作者 李琳娜 李腾飞 何理 司剑峰 万佳伟 高晗 《爆破》 北大核心 2025年第2期31-43,128,共14页
边坡预裂爆破在河道边坡一次成型开挖中有着广泛的应用,可有效减小边坡面保留岩体损伤,降低爆破振动强度,研究涉水边坡预裂爆破的合理参数对河道涉水爆破开挖工程具有重要意义。基于相似原理中的几何相似、物理相似与动力学相似设计了... 边坡预裂爆破在河道边坡一次成型开挖中有着广泛的应用,可有效减小边坡面保留岩体损伤,降低爆破振动强度,研究涉水边坡预裂爆破的合理参数对河道涉水爆破开挖工程具有重要意义。基于相似原理中的几何相似、物理相似与动力学相似设计了涉水边坡预裂爆破的试验模型,决定采用混凝土替代红砂岩、采用雷管替代乳化炸药进行试验;并对不同工况下的预裂缝成缝质量、边坡坡面成型质量、保留岩体损伤进行监测,结果发现孔径由0.8 cm增加至1.2 cm,预裂缝的成缝质量以及边坡成型质量有明显提升,保留岩体的损伤降低24.86%;现场试验结果表明:在涉水边坡预裂爆破工程实践中,当地质条件为中硬岩石时,采用115 mm的预裂孔孔径以及80 cm的预裂孔孔距,可取得较好的爆破效果。研究结果可为类似工程项目的预裂孔参数优化提供参考依据。 展开更多
关键词 涉水边坡 预裂爆破 预裂孔参数优化 岩体损伤 模型试验
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基于PSO-XGBoost的爆破振动峰值速度预测研究 被引量：1
16
作者 任高峰 邱浪 +4 位作者 徐琛 李吉民 胡英国 朱瑜劼 胡伟 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期256-265,共10页
为实现爆破振动峰值速度的精准预测,减少爆破振动的危害,基于某爆破工程实测数据,通过基于决策树的特征重要性分析,选取了爆心距、炸药爆速、孔距、堵塞长度、孔深、单段药量6个变量作为输入特征,利用粒子群优化算法(PSO)对XGBoost模型... 为实现爆破振动峰值速度的精准预测,减少爆破振动的危害,基于某爆破工程实测数据,通过基于决策树的特征重要性分析,选取了爆心距、炸药爆速、孔距、堵塞长度、孔深、单段药量6个变量作为输入特征,利用粒子群优化算法(PSO)对XGBoost模型的决策树数目、决策树最大深度、学习率3个参数进行寻优,构建了PSO-XGBoost爆破振动峰值速度预测模型。通过对实例进行预测,得到预测结果的MSE、RMSE、R^(2)的值分别为1.44、1.16、0.91;通过与BPNN、AdaBoost、GBDT、RF、SVR模型的预测结果进行对比,PSO-XGBoost模型的预测性能最佳,预测结果最优。为了进一步推广应用预测成果,开发设计了一套爆破振动峰值速度预测系统。研究成果可为类似爆破工程振动预测提供一定的理论参考和实践指导。 展开更多
关键词 爆破振动 爆破振动峰值速度 粒子群优化算法 XGBoost算法 预测模型
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露井联采台阶爆破对井下巷道振动的影响 被引量：1
17
作者 徐杰 李祥龙 +3 位作者 王建国 胡涛 张彪 刘金保 《高压物理学报》 北大核心 2025年第5期85-102,共18页
在露井联采过程中,为了控制露天台阶爆破振动对井下邻近既有巷道衬砌的破坏,以拉拉铜矿露天转井下过渡开采阶段为背景,采用现场振动监测、理论计算、数值模拟方法,研究既有邻近巷道的动力响应规律。通过对监测数据进行回归分析,得出井... 在露井联采过程中,为了控制露天台阶爆破振动对井下邻近既有巷道衬砌的破坏,以拉拉铜矿露天转井下过渡开采阶段为背景,采用现场振动监测、理论计算、数值模拟方法,研究既有邻近巷道的动力响应规律。通过对监测数据进行回归分析,得出井下振动衰减规律,并对振动主频及瞬时能量进行了分析。采用LS-DYNA数值模拟软件,对露天台阶和井下巷道建立6种不同相对空间位置的模型,进而建立双孔延期爆炸模型,研究了爆破荷载作用下邻近井下既有巷道的动态响应规律。结果表明:露天台阶爆破过程中,爆源下方邻近既有巷道产生的最大振速主要出现在拱部和迎爆侧的边墙部;巷道与爆源的相对空间位置不同,峰值振速所在的方向和位置也不同;在巷道拱顶与炮孔底部竖直方向距离固定为10 m的情况下,巷道边墙与炮孔水平距离在15 m以内时,炸药起爆后巷道结构竖直方向振速较大,超过15 m后,巷道结构水平径向振速较大。通过拟合应力与振速之间的关系,利用巷道极限动态抗拉强度推导出振速阈值为19 cm/s。基于安全阈值调整爆破参数后,可以保证邻近既有巷道的安全。 展开更多
关键词 露井联采 露天台阶爆破 既有邻近巷道 振动响应 安全阈值
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岩石爆破基础理论研究进展与展望Ⅳ—损伤评价 被引量：1
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作者 杨仁树 肖成龙 +10 位作者 左进京 李国营 王浩 许鹏 丁晨曦 李永亮 王雁冰 赵勇 游帅 刘朕 张渊通 《工程科学学报》 北大核心 2025年第4期583-593,共11页
钻爆法施工中,爆破成型的关键在周边,周边爆破的效果决定了地下工程的爆破成型质量与围岩损伤程度.本文基于分形理论,建立了爆破损伤“宏观-细观-微观”与“点-线-面-体”的“三观四维”综合评价体系.“三观”评价体系以损伤的几何尺度... 钻爆法施工中,爆破成型的关键在周边,周边爆破的效果决定了地下工程的爆破成型质量与围岩损伤程度.本文基于分形理论,建立了爆破损伤“宏观-细观-微观”与“点-线-面-体”的“三观四维”综合评价体系.“三观”评价体系以损伤的几何尺度为划分依据,宏观尺度(>10^(−3) m)主要关注爆破后岩石的破碎块度;细观尺度(10^(−6)~10^(−3) m)侧重评价爆炸裂隙的扩展范围;微观尺度(<10^(−6) m)着重分析爆炸裂纹的微观断口形貌.“四维”评价体系基于损伤的空间分布进行划分,点维度表示围岩内部某一点位钻孔取心后CT扫描;线维度代表围岩内部钻孔窥视;面维度关注爆破表面成型,包括超(欠)挖尺寸与壁面轮廓平整程度;体维度利用声波测试进行围岩损伤评估.应用“三观四维”综合评价体系可精准获取围岩的爆破损伤程度与范围,对爆破损伤机理的揭示与损伤的精细控制有重要的指导意义. 展开更多
关键词 岩石爆破 损伤评价 “三观四维”评价体系 分形理论 损伤变量
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爆破振动传播规律及控制技术研究进展 被引量：2
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作者 乔雄 黄锦聪 +1 位作者 杨鑫 扈士静 《地震工程学报》 北大核心 2025年第4期751-766,共16页
在各种由爆破作业引起的危害中,爆破振动的危险性最大,对周围环境和结构安全构成显著威胁。为给爆破振动研究工作提供参考,首先回顾爆破振动理论在国内外的发展历程,详细介绍关键的理论研究进展和研究成果;在此基础上,总结爆破振动传播... 在各种由爆破作业引起的危害中,爆破振动的危险性最大,对周围环境和结构安全构成显著威胁。为给爆破振动研究工作提供参考,首先回顾爆破振动理论在国内外的发展历程,详细介绍关键的理论研究进展和研究成果;在此基础上,总结爆破振动传播规律的研究现状,并对高程放大效应和空洞效应进行阐述;梳理不同国家关于爆破振动安全判据的标准。其次从能量源、传播介质和传播过程三个方面,对爆破振动控制技术进行细致的分类讨论,并介绍新型爆破技术在实际工程中的应用特点及其优势。最后对工程爆破技术的研究现状进行总结,指出现有研究在爆破振动衰减规律、安全判据制定以及爆破控制技术方面存在的不足,并对未来研究方向提出具体展望。 展开更多
关键词 爆破振动 衰减规律 安全判据 振动控制 研究进展
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激光雷达和IMU融合的煤矿掘进巷道三维重建方法 被引量：1
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作者 毛清华 柴建权 +2 位作者 陈彦璋 薛旭升 王川伟 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期351-362,共12页
针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔... 针对煤矿掘进巷道存在典型非结构化、特征退化、大尺度环境,巷道三维重建易出现位姿估计精度低、累计漂移误差大等问题,提出了一种激光雷达和惯导(Inertial Measurement Unit,IMU)融合的煤矿掘进巷道三维重建方法。该方法通过迭代卡尔曼滤波将激光雷达观测模型的残差函数和IMU预测模型的先验状态偏差紧耦合,经状态更新得到更为精确的后验状态,提升了退化环境下的位姿估计精度。为降低巷道三维模型重建过程中的累计漂移误差,提出基于体素化广义迭代最近点(Voxelized Generalized ICP,VGICP)的回环检测算法,以基于体素的单分布到多分布的方式进行配准,完成对回环帧的选取及精确匹配,实现回环帧的全局位姿校正,有效降低煤矿巷道三维重建的累计漂移误差。相比于A-LOAM、LEGO-LOAM、LINS算法,所提算法在位姿估计精度和全局一致性方面显著提升。公开数据集试验结果表明:所提算法的RPE和APE均方根误差分别为0.271 8和0.500 8,与其他算法相比分别降低了53.14%、50.97%、48.31%,和50.41%、47.99%、47.49%。开展了2种模拟巷道场景三维重建试验,结果表明所提算法构建的室内长廊模型各区域在长度、宽度和高度方向的误差均在1.2%以内;所提算法构建的煤矿巷道三维模型与真实巷道空间分布一致,总体距离退化误差仅为2.46%,较其他3种算法重建性能分别提升了66.12%、65.30%、70.43%。在煤矿主体实验室掘进巷道进行三维重建试验,结果表明三维重建结果在长度、宽度和高度方向的平均误差百分比分别为0.47%、0.75%和0.67%,可以实现掘进巷道三维精确建模。 展开更多
关键词 煤矿巷道 三维重建 激光雷达 惯导 迭代卡尔曼滤波 回环检测
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