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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
1
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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基于PSO-XGBoost的爆破振动峰值速度预测研究 被引量：1
2
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
3
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
4
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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极高地应力条件下光面爆破围岩损伤规律研究 被引量：2
5
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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爆破振动传播规律及控制技术研究进展 被引量：2
6
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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基于博弈组合权重-GRA高陡边坡振动影响因素研究 被引量：1
7
作者 徐杰 李祥龙 +4 位作者 胡涛 张彪 李金洲 李杰 刘金保 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期130-139,共10页
以拉拉铜矿露天转井下开采为工程背景,为安全、科学地控制露天转井下开采过程中露天台阶爆破对高陡边坡的振动影响,将露天台阶爆破的最大单段药量、总药量、炸药单耗、爆心距、高程差、排间延时时间、孔排距作为研究的相关因素变量,选... 以拉拉铜矿露天转井下开采为工程背景,为安全、科学地控制露天转井下开采过程中露天台阶爆破对高陡边坡的振动影响,将露天台阶爆破的最大单段药量、总药量、炸药单耗、爆心距、高程差、排间延时时间、孔排距作为研究的相关因素变量,选取露天边坡振动监测点的峰值振动速度、振动主频率、振动持续时长作为系统的评价指标,建立基于博弈组合权重和灰色关联分析法的爆破振动影响因素评价模型。得出了3个系统评价指标与相关因素变量之间的关联度,进而得出了露天高陡边坡振动影响因素的主次关系。影响该矿山露天边坡测点振动速度的主要因素有高程差和延时时间;影响振动主频的主要因素有最大单段药量、延时时间和实际单耗;影响振动持续时间的是延时时间和高程差;综合影响边坡振动的人为可控主要因素为排间延时时间、实际单耗和最大单段药量。 展开更多
关键词 爆破振动 博弈组合权重-GRA 高陡边坡 露天转井下 主控因素
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双巷掘进小煤柱护巷综合卸压技术与应用 被引量：1
8
作者 郭东明 张伟 +3 位作者 李学彬 王恒恺 赵志峰 朱若凡 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第3期556-566,共11页
双巷掘进小煤柱护巷工艺中,保留巷道受两次工作面采动影响,尤其是第一工作面对其影响最甚。在深部厚煤层坚硬复合顶板的复杂地质条件下,保留巷道不仅矿压显现更加明显,还极易诱发强矿压现象。为防控双巷掘进小煤柱护巷工艺中保留巷道大... 双巷掘进小煤柱护巷工艺中,保留巷道受两次工作面采动影响,尤其是第一工作面对其影响最甚。在深部厚煤层坚硬复合顶板的复杂地质条件下,保留巷道不仅矿压显现更加明显,还极易诱发强矿压现象。为防控双巷掘进小煤柱护巷工艺中保留巷道大变形及强矿压灾害,以赵庄煤业为背景,结合厚煤层坚硬顶板上覆岩层运移破断规律,提出“切顶爆破+预裂爆破+水力压裂”的综合卸压方案;运用理论分析、数值模拟与现场试验等方法,对卸压孔深度、卸压孔角度、导向孔直径等参数展开分析与优化设计;在赵庄煤业1313工作面进行现场应用,结果表明,该方法能够有效降低深部厚煤层坚硬复合顶板条件下双巷掘进小煤柱护巷工艺中保留巷道受工作面采动的影响。 展开更多
关键词 深部厚煤层 坚硬复合顶板 双巷掘进 小煤柱护巷 爆破切顶卸压
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基于神经网络的深部磷矿岩体可爆性分级模型研究 被引量：1
9
作者 柴修伟 李成镇 +3 位作者 盛益明 徐玉萍 徐亮 金胜利 《爆破》 北大核心 2025年第1期71-80,共10页
目前钻爆法仍是深部磷矿开拓掘进和回采的最高效方法。而磷矿钻爆法施工掘进水平长年维持在70~80 m/月,严重制约了掘进效率,因此对深部磷矿工作面开展矿岩体可爆性分级工作至关重要。以湖北宜昌某地下磷矿为研究背景,在现场进行了岩体... 目前钻爆法仍是深部磷矿开拓掘进和回采的最高效方法。而磷矿钻爆法施工掘进水平长年维持在70~80 m/月,严重制约了掘进效率,因此对深部磷矿工作面开展矿岩体可爆性分级工作至关重要。以湖北宜昌某地下磷矿为研究背景,在现场进行了岩体的纵波波速测试,开展了岩石密度、单轴抗压强度和抗拉强度等物理力学性质的测量,得到了白云质条带磷块岩、致密条带磷块岩、泥质条带磷块岩和含碳泥质白云岩4种岩石的密度、单轴抗压强度、抗拉强度和岩体完整性系数4项参数。通过调用Matlab神经网络工具箱,将岩石密度、单轴抗压强度、抗拉强度、岩体完整性系数作为输入,以可爆性等级作为输出,采用随机函数法产生大量的训练样本,构建了基于BP神经网络的可爆性评价模型,实现了深部磷矿岩体可爆性分级。分级结果为白云质条带磷块岩和泥质条带磷块岩为中等可爆,致密条带磷块岩和含碳泥质白云岩为难爆。根据分级结果,可对采场爆破参数进行优化,增强爆破效果,降低炸药单耗及矿石大块率,提高深部磷矿开采的安全性及经济效益。 展开更多
关键词 深部磷矿 岩体可爆性分级 随机函数 神经网络模型
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昆阳磷矿二矿巷道围岩爆破振动监测与分析 被引量：2
10
作者 王万禄 王孟来 +5 位作者 付学会 周帆 张佳男 李树建 吴浩 袁明礼 《采矿技术》 2025年第2期86-91,共6页
磷矿等矿山建设普遍采用钻爆法施工工艺,炸药爆破对井巷和采场围岩具有强烈的扰动作用,掌握巷道围岩的爆破振动特征对岩体工程稳定性分析和支护设计及安全生产具有重要的指导价值。采用TC-4850爆破测振仪,对昆阳磷矿二矿1 980 m中段胶... 磷矿等矿山建设普遍采用钻爆法施工工艺,炸药爆破对井巷和采场围岩具有强烈的扰动作用,掌握巷道围岩的爆破振动特征对岩体工程稳定性分析和支护设计及安全生产具有重要的指导价值。采用TC-4850爆破测振仪,对昆阳磷矿二矿1 980 m中段胶带巷道钻爆法掘进引起的爆破振动响应进行了实测研究,分析了爆炸应力波传播衰减规律,并对爆破安全距离进行了计算。结果表明:微差爆破作业的爆破振动信号呈现分段延迟特征,真实反映了导爆管段别;质点峰值振动速度随着测点和爆源距离的增大而降低。基于爆破测振数据拟合,得出了萨道夫斯基经验公式中的K、α值分别为90.63和1.58,计算得出巷道爆破对临近巷道的爆破振动安全允许距离为11.40 m,对临近边坡的爆破振动安全允许距离为17.67 m。 展开更多
关键词 微差爆破 爆破振动 质点峰值振速 爆破安全距离 钻爆法
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基于爆破振动与松动圈分析的水封洞库爆破方案比选 被引量：1
11
作者 叶海旺 张鹏辉 +6 位作者 蒙云琪 张兆龙 傅家亮 白金鑫 刘磊 余梦豪 Doumbouya Sekou 《爆破》 北大核心 2025年第1期44-55,共12页
合理的爆破施工方式是保证水封洞库稳定性和水封性的关键,在某水封洞库进行爆破地震波检测、声波探测,并结合HHT信号分析方法,通过EMD、EEMD分解方法对比、识别并弱化信号模态混叠效应以提高信号分析准确性,最后利用边际谱、瞬时能量谱... 合理的爆破施工方式是保证水封洞库稳定性和水封性的关键,在某水封洞库进行爆破地震波检测、声波探测,并结合HHT信号分析方法,通过EMD、EEMD分解方法对比、识别并弱化信号模态混叠效应以提高信号分析准确性,最后利用边际谱、瞬时能量谱、三维能量谱、围岩松动圈等评价不同爆破方案对水封洞库开挖爆破的影响。结果表明:EEMD-Hilbert分析方法可以一定程度上改善传统EMD分解带来的模态混叠问题,通过EEMD分解重构后的振速时程曲线更加平滑、可靠性更高;通过信号重构后的边际谱分析,发现双侧壁导坑法频带分布在200~380 Hz范围,单侧壁导坑法的频段范围更窄,集中在110~250 Hz之间,两组方案的低频能量均占比较少;双侧壁导坑法瞬时能量合值高于单侧壁导坑法,两组方案瞬时能量均主要集中在首段掏槽孔上,分别占总瞬时能量的41.67%和23.73%,单侧壁导坑法瞬时能量分布更为平均且较双侧壁导坑法更低;通过声波探测分析:双侧壁导坑法两侧拱腰松动圈范围约1.0~1.2 m,单侧壁导坑法扩挖面、导洞面松动圈范围分别为0.8 m、1.0~1.2 m。通过EEMD-Hilbert与声波探测联合分析可知,单侧壁导坑法相对更适合该洞库爆破施工。 展开更多
关键词 水封洞库 爆破方案 EEMD-HHT 时频能量 松动圈
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水耦合作用下高压空气冲击煤岩破裂规律与声发射响应试验研究 被引量：1
12
作者 马衍坤 张正锐 张纪辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期1-10,29,共11页
为探寻煤岩体高效致裂新技术,提出了水耦合作用下高压空气冲击致裂煤岩的思路,利用自主研发的高压空气冲击致裂煤岩体真三轴试验系统,设计了五种钻孔不耦合系数(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0),开展了水耦合作用下高压空气冲击致裂煤岩试验,... 为探寻煤岩体高效致裂新技术,提出了水耦合作用下高压空气冲击致裂煤岩的思路,利用自主研发的高压空气冲击致裂煤岩体真三轴试验系统,设计了五种钻孔不耦合系数(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0),开展了水耦合作用下高压空气冲击致裂煤岩试验,借助动态气压监测与声发射检测手段,研究了煤岩体裂缝形态、气压曲线及能量释放规律。结果表明:水耦合作用显著提高了高压空气的能量利用率,使试块产生的水平及竖直裂缝长度明显大于空气耦合时;水耦合时试块的破裂面无碎屑出现,而空气耦合时试块破裂面出现了较多碎屑;随着钻孔不耦合系数的增大,试块裂缝长度呈现先增大后减小的趋势,当钻孔不耦合系数为2.0时,裂缝长度达到峰值,此时试块产生的裂缝网络最为丰富;致裂过程的气压曲线呈现起裂、扩展和贯通三个阶段,水耦合作用时的气压峰值均大于空气耦合作用时的气压峰值;声发射信号主要集中在扩展阶段,水耦合作用时声发射信号响应更为剧烈,且以多簇形式出现,而空气耦合作用时则以单簇形式出现;当钻孔不耦合系数为2.0时,声发射累积能量和累积事件数均达到峰值。 展开更多
关键词 冲击致裂 真三轴 水耦合 声发射能量
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石墨矿石动力学特性及本构模型研究
13
作者 叶海旺 李睿 +6 位作者 路东 于燕 余梦豪 雷涛 王其洲 李宁 Doumbouya Sekou 《爆破》 北大核心 2025年第3期26-36,152,共12页
为研究品位和动荷载耦合作用下晶质石墨矿石的动态力学响应特征,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置对5.19%、10.79%、12.65%和15.50%四种不同品位的晶质石墨矿石试样开展了不同冲击气压下的动态压缩试验,对比分析了品位和应... 为研究品位和动荷载耦合作用下晶质石墨矿石的动态力学响应特征,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置对5.19%、10.79%、12.65%和15.50%四种不同品位的晶质石墨矿石试样开展了不同冲击气压下的动态压缩试验,对比分析了品位和应变率对晶质石墨矿石动态力学特性和能耗特性的影响,并基于黏弹性朱-王-唐模型建立了考虑品位和应变率的晶质石墨矿石动态本构模型。试验结果表明:晶质石墨矿石动态抗压强度和峰值应变均随着应变率提高而逐渐增大,而弹性模量与应变率无关;随着品位的提高,矿石试样的初始压密变形量和峰值应变增大,动弹性模量、动态抗压强度及其率敏感性逐渐下降;此外,中低品位矿石的破碎程度在一定应变率范围内随能耗密度的增大而加剧,但高品位矿石破碎程度变化不大,表明品位对晶质石墨矿石的动态破碎行为有显著影响;建立考虑品位和应变率的晶质石墨矿石动态本构模型,通过对比所建立的动态本构模型和试验得到的动态应力-应变曲线,验证了模型的准确性和适用性,为晶质石墨矿石在动荷载作用下的力学行为研究提供了理论支持。 展开更多
关键词 岩石动力学 SHPB试验 石墨矿石 损伤本构模型
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涉水边坡预裂爆破参数优化试验研究
14
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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煤矿顶板深孔爆破封孔长度的确定方法
15
作者 李东印 敖良凯 +2 位作者 王伸 黄传波 李红斌 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2367-2383,共17页
煤矿巷道顶板深孔爆破是切顶沿空留巷、坚硬顶板预裂工程中的重要岩体致裂方法,既要达到爆破切顶效果,又要确保发生不冲孔且爆破后巷道围岩稳定,因此合理确定钻孔封孔长度至关重要。针对当前煤矿切顶爆破钻孔封孔长度缺乏理论依据的问题... 煤矿巷道顶板深孔爆破是切顶沿空留巷、坚硬顶板预裂工程中的重要岩体致裂方法,既要达到爆破切顶效果,又要确保发生不冲孔且爆破后巷道围岩稳定,因此合理确定钻孔封孔长度至关重要。针对当前煤矿切顶爆破钻孔封孔长度缺乏理论依据的问题,首先统计分析了国内部分矿井切顶爆破工程的封孔参数,以爆破钻孔封堵机理和堵塞体在爆破过程中受力特征为基础,建立了深孔爆破数学模型,提出了基于爆破“不冲孔”为约束条件的最短封孔长度计算方法;其次,基于利文斯顿爆破漏斗理论,并结合装药结构,建立了顶板深孔装药爆破漏斗模型,得到了基于“最大内部爆破作用”的深孔爆破最短封孔长度计算方法。采用LS–DYNA分析了爆破后钻孔周围岩石中有效应力分布和裂纹发育情况,确定了基于炸药“最大能量利用率”的末端炸药与堵塞体合理间隔。从防止冲孔、保证爆破效果及减小对巷道顶板破坏影响的角度,提出了基于爆破“不冲孔”“最大内部爆破作用”“最大能量利用率”的煤矿顶板爆破钻孔合理封孔长度确定三元准则。以朝川矿22010工作面回风巷爆破切顶为工程背景,依据封孔长度三元准则计算了合理的封孔长度,以巷道顶板表面岩石单元的有效应力为指标,分析了爆破后巷道顶板稳定程度及封孔长度的合理性,并开展现场试验。试验结果表明,基于三元准则所计算的封孔长度不仅避免了冲孔,同时从孔深7 m处向孔底生成了贯穿爆破孔的切缝面,切断了目标岩层。研究成果可为煤矿巷道切顶卸压爆破钻孔确定合理封孔长度提供理论依据。 展开更多
关键词 深孔爆破 封孔长度 切顶卸压 爆破理论 封孔参数
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瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞动力响应解析解及影响因素研究
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作者 李梅 陆宇嘉 +5 位作者 梅万全 韩高升 陈光海 赵明生 柯昌均 任高峰 《爆破》 北大核心 2025年第2期22-30,共9页
爆破开挖产生的扰动P波会影响隧道的稳定性,引水隧洞里充满了水,其隧道围岩动力响应解析解求法与常规无水隧道的求法势必不一样。目前现有解析解研究多集中在稳态解和单衬砌隧道,较少同时考虑存在复合衬砌隧道和有水的情况,因此,开展瞬... 爆破开挖产生的扰动P波会影响隧道的稳定性,引水隧洞里充满了水,其隧道围岩动力响应解析解求法与常规无水隧道的求法势必不一样。目前现有解析解研究多集中在稳态解和单衬砌隧道,较少同时考虑存在复合衬砌隧道和有水的情况,因此,开展瞬态P波扰动下深埋圆形复合衬砌引水隧洞稳定性瞬态响应研究,将隧道内流体视作另一种介质,隧道与衬砌之间视为非理想接触面,结合傅里叶合成技术、波函数展开法及梯形求积公式对隧道围岩瞬态响应进行理论求解;通过与既有文献结果对比,验证了方法的有效性;进而分析围岩泊松比、非理想界面模型的弹性系数以及扰动荷载加载时间对动应力集中系数的影响。研究结果表明:动力扰动过程中,顶底板产生显著的压应力集中,两帮出现显著的拉应力集中;随着泊松比增大,两帮由拉应力集中转化为压应力集中,顶底板压应力集中逐渐减弱;围岩衬砌接触较差时,隧道围岩应力时程响应曲线出现显著振荡;随着界面弹性系数增大,非理想界面模型的动力响应收敛于理想界面模型的响应;随着爆破荷载作用时间增加,顶底板处的压应力峰值先增大,两帮处的拉应力峰值先减小,最后均趋向稳定。 展开更多
关键词 扰动P波 复合衬砌引水隧洞 瞬态响应 傅里叶合成技术 波函数展开法
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不同倾角充填节理相似岩体动力特性试验研究
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作者 王智德 吴洋 +5 位作者 杨文东 吝曼卿 祝文化 胡世士 魏巍 邸月康 《爆破》 北大核心 2025年第3期46-53,共8页
节理裂隙的存在是影响岩体动力学性能的主要原因,以节理岩体中不同倾角和充填介质为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)完成了7种不同节理倾角、3类不同充填介质的节理试样的冲击试验,研究节理试样的动力特性、能量耗散规律。结果表... 节理裂隙的存在是影响岩体动力学性能的主要原因,以节理岩体中不同倾角和充填介质为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)完成了7种不同节理倾角、3类不同充填介质的节理试样的冲击试验,研究节理试样的动力特性、能量耗散规律。结果表明:(1)不同充填介质节理试样的应力-应变曲线差异明显,泥沙、石灰节理试样的应力-应变曲线在倾角α≤45°时表现出塑性破坏特征,α>45°时表现为脆性破坏,而石膏节理试样以脆性破坏为主,仅在α=45°时由于应力波传播的影响表现出塑性破坏;(2)同一充填介质节理试样的动态抗压强度随倾角α的增大先减小后增大,当α=45°时处于最小值,同一角度下3类节理试样的动态抗压强度关系为:石膏节理>石灰节理>泥沙节理,与节理充填介质单轴抗压强度的大小关系一致;(3)3组试样的各能量比随倾角α的增大呈现不同趋势,反射能量比随倾角α增大先增大后减小,在α=45°时达到最大值,透射能量比和吸收能量比随节理倾角α增大先减小后增大,在α=45°时达到最小值。 展开更多
关键词 SHPB 节理倾角 充填介质 动力特性 能量耗散规律
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钢混水塔爆破参数的安全校核及数值模拟验证分析
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作者 刘涛 李洪伟 +4 位作者 刘伟 梁昊 吴延梦 黄昕旭 储亚坤 《工程爆破》 北大核心 2025年第1期74-81,共8页
为实现复杂环境下38 m高配筋率钢混水塔的拆除爆破,充分考虑了水塔筒体直径小、筒壁薄、配筋率高、水塔底部结构复杂且不对称的结构特点,利用水塔原有门洞沿倒塌中心线设计对称卸荷槽、定向窗,爆破切口设计为圆心角230°、切口高度1... 为实现复杂环境下38 m高配筋率钢混水塔的拆除爆破,充分考虑了水塔筒体直径小、筒壁薄、配筋率高、水塔底部结构复杂且不对称的结构特点,利用水塔原有门洞沿倒塌中心线设计对称卸荷槽、定向窗,爆破切口设计为圆心角230°、切口高度1.5 m的正梯形切口,运用理论计算和数值模拟相结合的方法对水塔倒塌失稳进行安全校核,结果表明:通过优化的弯矩破坏准则对水塔倒塌失稳进行验算并运用ANSYS/LS-DYNA软件对水塔倒塌进行数值模拟,验证水塔爆破后在塑性角形成前不会发生下坐和后坐,确保了水塔可以顺利倒塌失稳并且定向倾倒,水塔实际倒塌过程与模拟倒塌过程一致,验证了爆破参数的安全性与数值模拟的实用性,可以为同类工程提供一定的参考。 展开更多
关键词 拆除爆破 数值模拟 高配筋率钢混水塔 倒塌失稳
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邻近地铁2栋框架结构楼房拆除爆破
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作者 刘昌邦 贾永胜 +3 位作者 伍岳 黄小武 王威 袁方 《工程爆破》 北大核心 2025年第3期65-72,共8页
城区楼房拆除项目大多所处地理位置重要,涉及地铁隧道、高架桥等城市主要交通要道,施工组织难度大,对拆除爆破设计和安全施工提出了更高的要求。针对某城区2栋位于城市交通主干道的框架结构楼房,距离地铁运行区间隧道最近距离仅18 m,周... 城区楼房拆除项目大多所处地理位置重要,涉及地铁隧道、高架桥等城市主要交通要道,施工组织难度大,对拆除爆破设计和安全施工提出了更高的要求。针对某城区2栋位于城市交通主干道的框架结构楼房,距离地铁运行区间隧道最近距离仅18 m,周边分布有商业中心以及多种市政管网,设计采用“整体向西定向倾倒、一次性拆除爆破”的总体爆破方案,采用工业电子雷管孔内延时起爆技术,达到了理想的爆破效果。运用ANSYS/LS-DYNA动力学有限元软件,模拟了楼房拆除爆破失稳倒塌过程,分析了邻近地铁隧道的动力响应特征,验证了爆破设计参数的合理性。结果表明,通过提高爆破切口、合理设置起爆时序、预留缓冲层,可有效控制爆堆范围和楼体后坐,降低峰值振动;楼房倒塌触地冲击荷载作用下地铁隧道结构未出现明显的应力集中现象;模拟得出管壁的峰值压力为0.95 MPa,最大主应力(拉应力)峰值为0.51 MPa,均小于地铁隧道混凝土的轴心抗拉、抗压设计值。 展开更多
关键词 拆除爆破 框架结构 工业电子雷管 数值模拟 爆破效果
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混装乳化炸药间隔装药技术在某露天矿山现场应用研究
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作者 张建华 李佳乐 +7 位作者 张肯 赵强 黄刚 刘犇 姜苏宸 梁伟韬 赵亮 MUNYARADZI N M 《爆破》 北大核心 2025年第1期63-70,96,共9页
为了研究间隔装药结构对炸药能量的传递和爆破效果的影响,提高炸药能量利用率,增强爆破效果,基于郴州某石灰石矿山爆破工程实践,采用LS-dyna数值模拟、现场优化实验相结合的方法,研究台阶爆破过程中不同装药结构的岩石应力变化规律。分... 为了研究间隔装药结构对炸药能量的传递和爆破效果的影响,提高炸药能量利用率,增强爆破效果,基于郴州某石灰石矿山爆破工程实践,采用LS-dyna数值模拟、现场优化实验相结合的方法,研究台阶爆破过程中不同装药结构的岩石应力变化规律。分别设置连续装药,0.6 m、1.0 m、1.5 m间隔长度的四种装药结构进行模拟实验,并监测其有效应力,基于新式可传爆间隔器开展现场装药结构优化试验,分析优化后爆堆整体效果。研究结果表明:当间隔长度为1.0 m时,岩石应力损伤范围与各测点的平均最大有效应力达到峰值,整体岩石破碎更为有利。现场实验采用间隔装药后,炸药单位消耗量由0.199 kg/t降低至0.179 kg/t,粉矿率降低6.54%,大块率降低3.7%,爆堆平均块度上升5 cm,改善了混装乳化炸药使用过程中存在的能量浪费,爆堆块度尺寸不均的问题,提升了矿山的经济效益。 展开更多
关键词 混装乳化炸药 空气间隔 数值模拟 大块率 粉矿率
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