理论与技术探索

  • 钢筋混凝土立柱钻孔爆破破坏过程数值分析与试验研究

    黄小武;谢先启;贾永胜;刘昌邦;姚颖康;伍岳;

    在房屋类建筑物爆破拆除工程中,钢筋混凝土立柱是主要承载构件,也是拆除爆破工程中面临最多的爆破对象。钢筋混凝土立柱的爆破破坏效果,直接影响承载构件的可靠失稳,进而影响结构的整体倒塌。近年来,钢筋混凝土立柱呈现出尺寸大、配筋多、强度高等特征,对爆破参数设计和飞石防护提出了巨大的挑战。采用粒子爆破法耦合有限元算法(PBM-FEM),通过粒子的高速运动碰撞模拟爆炸冲击荷载和爆生气体逸出炮孔的过程;通过1∶1原尺寸物理模型爆破试验,采用工业电子雷管真实还原了高层楼房承重构件爆破拆除过程,揭示了钢筋混凝土立柱的钻孔爆破破坏过程及其爆破破坏失效机理。研究结果表明:因炮孔侧堵塞材料的约束作用有限,爆生气体会从孔口逸出,降低了炸药能量的利用率。立柱表面混凝土的剥落情况严重程度依次为:左、右两侧>前侧>后侧,最小抵抗线的方向是诱导混凝土发生破坏和抛掷的主要方向。

    2025年02期 v.42;No.176 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]
  • 不同长径比对甲烷/空气预混爆炸升压特性影响研究

    程建华;暴雯雯;杨小林;丁帅东;翁应康;张紫君;

    为探究点火位置变化对不同当量下甲烷/空气预混爆炸升压特性的影响,通过自主搭建的爆炸试验系统,开展了多次不同长径比和当量比的甲烷/空气预混爆炸试验,分析了长径比和当量比变化对超压峰值上升速率及正压持续时间的影响,并利用量纲分析方法分析了影响甲烷/空气预混爆炸升压特性的主要影响因素,提出了甲烷/空气预混爆炸超压峰值上升速率和正压持续时间的计算公式。结果表明:甲烷/空气预混爆炸超压峰值上升速率随着当量比的增大呈上升趋势,长径比的增大使超压峰值上升速率呈逐渐下降趋势,但衰减速度有所差异;随长径比的增加,正压持续时间逐渐延长,但最长正压持续时间在长径比变化时所对应的当量比不同;基于量纲分析方法得出甲烷/空气预混爆炸超压峰值上升速率和正压持续时间的计算公式,并通过试验值与理论值对比验证公式可行性。研究发现甲烷/空气预混气体爆炸受点火位置与当量比的影响较为显著,研究成果可为甲烷爆炸的威力评估与安全防控提供参考。

    2025年02期 v.42;No.176 13-21+110页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
  • 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

    李梅;陆宇嘉;梅万全;韩高升;陈光海;赵明生;柯昌均;任高峰;

    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。

    2025年02期 v.42;No.176 22-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 633K]
  • 涉水边坡预裂爆破参数优化试验研究

    钟冬望;陶好好;李琳娜;李腾飞;何理;司剑峰;万佳伟;高晗;

    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。

    2025年02期 v.42;No.176 31-43+128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1195K]
  • 低透气性煤样爆破致裂裂纹扩展特征试验研究

    张飞燕;段笑颜;韩颖;

    预裂爆破是改善低透气性煤层渗透率、提高瓦斯抽采率的有效措施之一,众多学者研究视角多聚焦于爆破孔布置方式、装药结构、装药系数、装药量和爆破应力波传播过程等因素对预裂爆破效果的影响,少数学者采用数值模拟方法对爆破裂纹的扩展特征进行了探讨,目前针对裂纹扩展的相关试验研究少见报道。为有效考察爆破致裂效果,以某矿低透气性煤样为研究对象,采用小药量耦合装药爆破技术和计算机断层扫描技术,试验获取了煤样爆破后的宏观破坏特征及内部裂纹的三维分布效果,进而对爆破应力作用下煤样内部裂纹的扩展特征进行了深入探讨。研究表明:以起爆药代替常用炸药,采用小药量耦合装药爆破技术进行小尺寸煤样爆破致裂试验,是切实可行的。当装药量和压药压力相同时,炮孔直径越大,裂纹扩展和增透效果越差;当炮孔直径和装药量相同时,冲压装药效果优于松散装药。当炮孔直径和压药压力相同时,并非装药量越大裂纹扩展效果越好,存在一个合理的装药量区间;对于本文采用的低透气性标准尺寸煤样而言,当装药量为25 mg时,裂纹体积占比为12.79%,单个裂纹体积为20 135.03 mm~3,裂纹扩展效果最佳,装药量为20 mg时效果次之。

    2025年02期 v.42;No.176 44-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K]
  • 冲击荷载下磁铁矿动力学特性及破坏特征研究

    牛俊超;李吉民;梅林芳;任高峰;葛永翔;张聪瑞;鲁习奎;赵亮;SATIMIN NOER REFKY ADI NATA;

    为探究磁铁矿开采过程中爆破破岩的能量演化及破坏形态规律,减少爆破扰动对矿柱及围岩稳定性的影响,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对磁铁矿试样开展多级强度冲击试验,以动态峰值抗压强度、破坏形态、破碎尺寸和能量耗散密度为切入点,分析磁铁矿的动力学响应特征及各动力学参数的应变率效应。研究结果表明:磁铁矿的动态峰值抗压强度和能量耗散密度随应变率增大呈指数增长,破碎尺寸随应变率增大呈指数下降,具有明显的率相关性;磁铁矿的破坏过程分为裂隙压密阶段—弹性变形阶段—破碎阶段,动态强度增强因子DIF值随应变率的增大而增大;磁铁矿试样的破坏模式主要以劈裂破坏为主,随着应变率的增大,裂隙间的相互作用愈加明显,破坏模式从劈裂破坏转为压碎破坏。因此,在满足破碎块度要求的前提下,采用爆破破岩方式开采磁铁矿时应综合考虑冲击强度与能量耗散,以改善磁铁矿石破碎效果,论文研究成果可为磁铁矿精细化破岩、安全高效开采提供理论支撑。

    2025年02期 v.42;No.176 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
  • 聚能切割钛合金中钛火消弭技术研究

    韦众;王猛;谢强;李发耀;王天玺;王弈轩;宣海军;何泽侃;

    在航空发动机机匣包容试验中,钛合金叶片采用爆炸分离法定速飞脱时,存在明亮钛火现象,阻碍高速摄像捕捉叶片飞脱过程。为此,先分析了钛火产生机理,提出了阻碍层方法消弭聚能切割钛合金中的钛火。再用AUTODYN欧拉算法对此过程进行数值计算,探究阻碍层阻挡作用及消弭钛火可行性。最后通过实验定量分析4种材料阻碍层的钛火消弭效果。结果表明:0.1 mm厚铝箔和锡箔钛火消弭率分别为29.5%、24%,效果一般;0.1 mm厚紫铜片消弭率仅4.3%,效果较差;而0.1 mm厚铝硅酸盐涂层消弭率高达70.9%,效果最佳。总结了阻碍层消弭钛火机理,验证了其在聚能切割钛合金中的有效性,为聚能切割爆炸分离钛合金中钛火消弭提供了思路和方法。

    2025年02期 v.42;No.176 60-66+139页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]

矿岩爆破

  • 平坦原抽水蓄能电站工程爆破超大块控制技术

    谭展志;张光辉;陈明;张家托;程远龙;

    爆破施工中大块率过高会导致爆破、破碎和运输的综合成本急剧增加,对爆破大块进行控制意义重大。平坦原抽水蓄能电站完整硬质岩爆破时爆破区域出现了“盖板”现象,爆破区域表层大块尺寸达到6 m×5 m×2.5 m。通过理论分析爆破大块形成机制,表明炮孔堵塞质量是爆破超大块形成的关键原因。原爆破方案中炮孔堵塞长度过长导致了装药重心太低,爆破孔上部爆破能量分布过少,从而形成“盖板”现象。提出了基于堵塞质量优化的超大块控制措施:采用“分时分段”解算模型和允许堵塞结构部分冲出炮孔的“运移式”堵塞长度设计原则,将炮孔堵塞长度从3~4 m优化至2.1~2.4 m;采用去除杂质的岩屑作为堵塞材料。将优化的方案应用到后续爆破施工过程中后未再出现“盖板”现象、大幅度降低了爆破大块率和节约了破碎成本。研究成果可为爆破施工中爆破块度控制提供参考依据。

    2025年02期 v.42;No.176 67-72+157页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K]
  • 台阶爆破过程中内部岩体运移轨迹及爆堆分布规律研究

    李志恒;白俊;金长宇;陈立军;

    作为露天矿开采的主要手段,台阶爆破在目前乃至未来一段时间内仍然是其他技术不可代替的生产方式。通过深入分析台阶爆破实测数据,并采用3DEC软件模拟台阶爆破过程,揭示了台阶爆破过程中内部岩体运移轨迹及爆堆分布规律。研究结果表明:在爆破过程中,监测点整体呈现出先沿垂直方向上隆起后下落的运动规律。其中,监测孔上部监测点在垂直方向运动较为明显,隆起到一定高度后迅速垂直向下进行运动,而监测孔下部监测点主要以水平方向运动向前推进,垂直方向运动相对平缓。同时为了研究台阶岩体在爆破作用下破碎后在爆堆之中空间分布情况,本文将研究区域的台阶在爆破之前划分为Ⅰ~Ⅵ共6个部分,以及将台阶爆破之后爆堆主体0~40 m部分均匀划分为A、B、C、D 4个区域。根据模拟结果可以发现,在区域A(爆堆0 m~10 m)中Ⅴ岩体占比最多达到41.7%,在区域B(爆堆11~20 m)中存在Ⅰ~Ⅴ岩体且分布较为平均,而在区域C(爆堆21~30 m)中主要包含台阶Ⅰ~Ⅲ岩体,占比分别达到了43.1%、37.5%、19.3%,Ⅳ占极少部分可忽略不计;在爆堆最前沿区域D(爆堆31 m~40 m)中基本由Ⅰ岩体组成,占比高达95%。研究成果能够为矿山的高效开采和精准配矿提供理论支撑与基础性数据。

    2025年02期 v.42;No.176 73-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 508K]
  • 不同炮孔间距下微差爆破诱发爆生裂纹扩展规律研究

    曹永帮;黄俊红;王自旭;陈洋龙;张腾胜;李新平;

    为了研究不同炮孔间距下微差爆破诱发爆生裂纹的扩展规律,通过浇筑大面积混凝土场地进行试验来消除边界效应,并以电子雷管和导爆索作为爆源和炸药,开展多组直线三孔模型和十字五孔模型试验研究,记录不同爆破参数下爆生裂纹的扩展长度、方向以及止裂位置,结合时序控制爆破理论,探究影响裂纹扩展的主要因素。结果表明:当三孔模型中间孔先起爆,两边孔后起爆时,炮孔之间会形成贯通裂缝,但会随着炮孔间距的增加越来越不平直,直到炮孔间距达到25倍孔径时裂纹便无法贯通,且裂纹不沿炮孔方向发展;十字五孔模型试验中同样只有在炮孔间距为20倍孔径以内时才能形成贯通的裂缝,且当先爆孔起爆产生的裂纹向四个后爆孔扩展时,最终会优先与相近的炮孔贯通,但是裂纹扩展路径并非一条直线,其会同时受到多个后爆孔的影响而产生一定的偏转效应。因此,实际工程中要想利用空孔效应和起爆时差获得沿轮廓面扩展的平直裂缝,还需根据不同水文地质条件合理调整时序控制爆破参数。

    2025年02期 v.42;No.176 81-87+96页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
  • 较完整硬质岩消聚能爆破数值模拟及应用

    陈育权;李大中;李明泽;陈明;

    为探索在较完整硬质岩条件下,实现水电站溢洪道快速开挖的新方法。针对老挝南公1水电站溢洪道保护层的特殊开挖需求,提出了一种基于水耦合的新型消聚能爆破技术。该技术使炮孔内压力更大,引起的应力更强,有利于较硬质岩体的开挖。利用LS-DYNA软件进行仿真分析,反映了孔底堵塞段与水耦合装药可以增大炮孔壁荷载峰值,延长爆炸荷载的作用时间延长,进一步影响孔底较硬岩体的破碎。结果表明:采用孔底增设堵塞和水耦合装药的方案能够加深侧向损伤深度,延长荷载作用时间,从而在较完整的硬质岩中实现更有效的开挖成型。通过数值仿真和现场试验参数的综合评估,证实了该方案在实际工程中,可以提高一级消力池底板的开挖成型效果。

    2025年02期 v.42;No.176 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 481K]
  • 小断面隧洞长短直眼组合掏槽爆破技术研究

    王磊;高宇璠;傅洪贤;穆垣宏;刘研;左春元;李庆京;

    为了提高小断面隧洞掘进速度,克服斜眼掏槽和直眼掏槽的不足,根据岩石爆破理论、应力波破岩理论和殉爆理论,对井巷无空孔渐进等抵抗线平行掏槽方法进行完善改进,提出了一种长短直眼组合掏槽方式,对该方法的参数设计、槽腔形成过程进行了详细的分析介绍。结合现场试验,通过使用不同雷管和掏槽孔布置方式,从爆破进尺、炸药单耗和超欠挖量等几个角度分析了不同掏槽方式爆破效果的优劣。结果表明:长短直眼组合掏槽不受断面面积限制,可自行设计孔深,并采用合理的延时间隔,以实现分层分次爆破;长直眼与短直眼互相配合,增强了自由面在掏槽过程中的作用,减少了深孔最小抵抗线的距离;长短直眼组合掏槽的槽腔形状为规则的长方体,炮孔利用率由78.5%增加到89.3%。现场试验表明:在小断面隧洞爆破掘进中,长短直眼组合掏槽方式相较于传统的斜眼掏槽,爆破进尺由1.6~2.2 m可提升2.2~2.5 m;超挖量受到周边孔内移量和掏槽形式的综合作用,在内移10 cm以内的情况下,长短直眼组合掏槽爆破可额外减少超挖20%~30%。该方法可有效控制成本,提高工效,具有良好的爆破效果和技术经济效益。

    2025年02期 v.42;No.176 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K]
  • 露天矿山高陡边坡安全爆破施工技术

    陈晶晶;林万青;刘翼;

    大皇山露天矿原采场台阶混乱,台阶之间浮石堆积,边坡陡峭,且在距离陡峭边坡山脚约48 m处建有破碎系统,山体爆破开采随时威胁坡脚破碎系统的安全。为保障露天矿山爆破施工过程中高陡边坡周围构筑物的安全,深入开展了紧邻高陡边坡安全爆破施工技术研究,提出了控制单响装药量在200 kg以内、调整爆破方向为平行边坡走向方向以及在边坡边沿预留约5 m岩墙等主动防护方法,在边坡中部清扫平台设置两道防护网、在坡脚开挖深7 m、宽20 m防石沟、在防石沟外侧用碎石修筑高2 m防石墙和在防石墙外侧安装高2 m隔离网等被动防护措施以及辅助监测手段等一系列安全可靠的施工方法和措施,很好地保障了爆破作业时山下破碎系统的安全,可为同类高陡边坡爆破作业提供借鉴。

    2025年02期 v.42;No.176 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 273K]

拆除爆破

  • 不同切口形式的框架-剪力墙结构爆破拆除倒塌过程分析

    张翼翔;赵国臣;林世镔;王誉瑾;刘昌邦;

    基于武汉某实际7层框架—剪力墙结构爆破拆除工程,开展了不同切口形式的框架—剪力墙结构爆破拆除倒塌过程研究。采用ABAQUS有限元软件建立精细化有限元数值模型,对支撑立柱的钢筋和混凝土采用分离式建模,对上部塌落体采用整体式建模,以精确模拟支撑立柱的力学行为并提高计算效率。此外,基于已建模型构建三角形切口形式的数值模型,与实际工程中的梯形切口形式对比分析。通过分析两种不同切口形式下,目标结构支撑柱的受力形式、后坐距离以及塌落体运动特征,讨论了不同切口形式对框架—剪力墙结构的倒塌过程影响。结果表明,数值模拟计算结果与实际倒塌过程在倒塌时间、塌落体运动特征和倒塌历程等方面高度吻合,验证了建模方法的有效性;相对于梯形切口形式,三角形切口形式重心低,起爆后迅速以切口的一个顶点为轴心开始倾斜,后排支撑柱短时间承受大偏心压力,从而迅速失效,塌落体触地时间更短,触地速度更大,塌落体解体更为充分;两种切口形式均发生了不同程度的后坐,因三角形切口形式产生的水平向动能较大,导致其产生的后坐距离更大。

    2025年02期 v.42;No.176 111-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
  • 不同防护敷设材料对钢筋混凝土板抗动力冲击性能影响的试验研究

    黄秋月;钟冬望;李腾飞;杨志龙;何理;

    钢筋混凝土结构通常会受到爆炸冲击载荷的作用,导致其发生严重破坏。为了提升钢筋混凝土板的抗爆炸性能,通常在钢筋混凝土板敷设不同防护材料。采用落锤冲击试验系统,开展了敷设不同防护材料的钢筋混凝土板抗冲击性能试验研究,使用加速度传感器测试了钢筋混凝土的动力响应,并利用嵌入式压电智能骨料对钢筋混凝土板在落锤冲击荷载作用下的内部损伤信号进行了监测。试验结果表明:在单层加强结构中,碳纤维增强基复合材料(CFRP)和聚脲均能够有效保护试件,相对钢筋混凝土加速度降幅平均值分别为78.20%、79.05%;冲击应力峰值降幅平均值分别为40.98%、65.79%。在复合防护结构中,聚脲-混凝土-CFRP(IPC)、聚脲-CFRP-混凝土(ICP)和CFRP-混凝土-聚脲(CIP)相较于钢筋混凝土板加速度降幅平均值分别为70.29%、77.46%、79.85%,冲击应力峰值降幅平均值分别为32.73%、56.32%、51.07%,均能有效保护试件,提高混凝土板的抗冲击性能,可为相关工程应用提供参考。

    2025年02期 v.42;No.176 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 642K]
  • 连续梁桥局部桥跨爆破拆除技术研究

    郑选荣;任凯;刘蕊;李帅良;岳雪茹;

    连续梁桥部分桥跨爆破拆除时极易对邻近桥跨产生较大的损害,为同时保证桥梁倒塌破碎效果和相邻桥跨的安全,以安康市某连续梁桥病害部分桥跨拆除爆破工程为例,利用ANSYS/LS-DYNA软件分别对上部箱梁水压爆破和下部桥墩逐排倾斜倒塌、逐跨倾斜倒塌、从中间向两边倾斜倒塌进行了模拟分析,根据桥体破碎效果、桥梁倒塌姿态以及塌落振动速度确定了最佳爆破方案,依据模拟结果进行了爆破设计并对振动速度进行了安全校核。结果表明:上部箱梁水压爆破梁体较为破碎,且爆破飞石较少防止其对邻近桥跨产生较大的冲击;在爆破前变连续梁为简支梁,并在爆破时先起爆邻近桥跨主梁处药包,随后下部桥墩采用逐排倾斜的倒塌方案可以在保证桥梁倒塌破碎效果的同时减小振动速度确保邻近桥跨的安全;现场实际桥梁爆破效果较好,且倒塌过程与数值模拟结果大体一致,邻近桥墩处无明显损伤,数值模拟监测点处最大振速峰值为3.58 cm/s,现场监测为3.96 cm/s,数值模拟结果较为准确。

    2025年02期 v.42;No.176 129-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 472K]

爆破器材

  • 智能现场混装炸药车的发展现状与展望

    安振伟;张小勇;黎勇;刘磊;

    智能爆破提出以来,当前现场混装炸药车已经不能完全满足现场需求。回顾国外现场混装炸药车的发展历程,国外发达国家虽然现场混装炸药应用比例较高,但自动化、智能化水平却发展相对较低,仅有几家民爆巨头提出了相关概念;国内部分民爆企业、混装车制造厂家为了满足国家智能化矿山建设要求,也开始探索研究现场混装车的智能化升级及应用,并取得了一定技术成果。葛洲坝易普力公司基于自身需求和行业要求,研制了智能化现场混装铵油车,实现了精确定位炮孔位置、自动获取爆破设计、一键装药、信息自动采集等功能。本文对该智能化铵油车进行了介绍,详细解读了其中的关键核心技术-高精度输药计量控制系统、高精度智能定位及智能装药系统,为其他类似混装炸药车智能化开发提供了借鉴。最后,基于当前智能化矿山建设需求,重点论述了未来混装炸药车应具备的功能,指出现场混装炸药车的未来是智能化、无人化。而智能化的核心是无人驾驶、自动寻孔、智能装药,其最终将融入矿山整体的安全协同作业。

    2025年02期 v.42;No.176 140-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 263K]
  • 不耦合液氧膨胀破岩法孔壁压力计算方法研究

    曾华恒;解叶龙;胡艳;陈必港;魏勇;霍晓锋;

    针对目前高压气体破岩机理研究还不够充足的现状,参考钻爆法中孔壁峰值压力的计算方法,在分析了液氧膨胀破岩法破岩的整个流程后,基于激波管理论,推导了一种不同岩石介质和不耦合系数下液氧膨胀破岩孔壁峰值压力计算模型。通过混凝土模型实验,利用动态应变测试仪测试孔壁峰值压力,在固定膨胀管直径60 mm,在4种不同孔径(75~120 mm)的条件下,进行孔壁峰值压力测试。测试结果表明:在液氧当量与岩石介质条件一致时,仅改变不耦合系数,测得的孔壁压力到达峰值的时间随着不耦合系数的增大而增加,其线性拟合式为t=230.6k-127.85;随不耦合系数的增大,孔壁峰值压力逐渐减小,且衰减程度逐渐放缓;对比孔壁峰值压力测试结果与理论计算结果,得出二者的孔壁峰值压力随不耦合系数的衰减趋势相近,验证了理论计算的可靠性。

    2025年02期 v.42;No.176 146-157页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K]

安全与管理

  • 水下爆破减振孔对减振效果的影响研究

    万佳伟;钟冬望;徐顺香;何理;李腾飞;陶好好;高晗;徐潇潇;

    爆破振动是水下爆破的有害效应之一,研究水下爆破过程中的振动响应和振动控制对航道疏浚、海港、桥梁建设具有重要意义。研究了水下爆破减振孔的作用机理和传播衰减规律,通过设计水下减振孔模型试验测试了不同药量下无减振孔、水耦合减振孔及空气耦合减振孔爆破振动信号与压电信号,减振孔直径2 cm、孔距5 cm、排距4 cm、孔深17 cm、与爆源相对距离20 cm。测试结果表明:采用水下爆破减振孔能有效降低爆破振动速度峰值,水耦合减振孔平均减振率为17.5%,空气耦合减振孔减振率为27.2%;压电信号峰值与振动速度峰值在时域上具有相似的变化规律;减振孔主要降低竖直方向的振动速度,且减振率随炸药量的增加而增加。现场水下爆破施工试验表明,采用水下减振孔后减振率达到18.1%。

    2025年02期 v.42;No.176 158-166+177页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
  • 近距离下穿既有隧道的地下爆破振动控制技术

    贾家银;曹贞洋;周世均;吴晓东;高兴;吴昊骏;龚敏;

    为控制泄水洞开挖过程中的爆破振动,保护其上方距离2.30~3.10 m的既有隧道的安全,采用电子雷管毫秒微差爆破及孔内分段等技术优化爆破方案。首先根据现场下穿泄水洞之前的常规爆破情况,优化现场爆破方案,调整孔位参数,减少炮孔数目;在下穿段正式爆破前,在开挖面掏槽区附近开展单孔爆破试验,获取包含现场地质信息的单孔爆破振动波形;采用线性叠加法计算并对比炮孔按不同延时间隔起爆的振动波形,从中筛选出炮孔的最优延时间隔;同时,为改善掏槽爆破时的临空条件、降低掏槽爆破的振动,对掏槽区的首爆孔采用孔内分段爆破。通过现场试验和计算分析,综合爆破协同作用和减振效果,确定了掏槽孔、辅助孔的孔间延时为5 ms、排间延时为40 ms,周边孔的孔间延时为3 ms。将新爆破方案在现场进行应用和不断优化,最终实现泄水洞工程以1.5 m进尺、全断面爆破下穿既有隧道时,其正上方距离3.10 m的路面监测点的最大振动在4.0 cm/s以内,结构物得到了有效保护。利用电子雷管微差起爆和孔内分段爆破技术能有效控制现场的爆破振动、保护了临近建(构)筑物,为后续类似工程提供经验。

    2025年02期 v.42;No.176 167-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]
  • 露天矿山爆破质点峰值振速预测公式研究

    邵磊;张梅;邓丁;郭连军;高久庆;赵鑫;

    为提高某露天矿山剥岩工程爆破振动预测的准确性,本文提出了一种考虑地质高程与坡度影响因素的质点峰值振动速度预测公式。基于量纲分析原理,对传统的萨道夫公式进行修正,引入高程差H和坡度系数γ,形成新的预测公式(11)。当高差H=0时,此预测公式可转化为萨道夫公式,表明此预测公式可靠性。在矿山现场进行了振动监测试验,布置了5个监测点,高程差为0.222 m、0.176 m、0.865 m、1.617 m、2.465 m,使用TC-4850爆破测振仪记录振动数据。通过多元非线性拟合方法,对包括原始萨道夫公式和新提出的公式(11)在内的多个预测公式进行了拟合计算。拟合结果显示:新提出的公式(11)具有最高的相关性系数R~2=0.905,优于其他公式。预测精度对比表明,公式(11)的相对误差最大值为20.85%,平均误差为8.11%,相较于原始萨道夫公式的24.89%和10.31%,预测精度有显著提升。通过考虑高程与坡度影响因素,新提出的预测公式在复杂地形条件下显著提高了露天矿山爆破振动速度预测的准确性,为爆破振动控制和安全管理提供了科学依据。具体方案和数据的应用证明了该公式的有效性和实用性。

    2025年02期 v.42;No.176 178-181+201页 [查看摘要][在线阅读][下载 190K]
  • 废旧弹药处置研究

    王森森;

    废旧弹药由于埋藏时间久、腐蚀破损严重,存在极高安全风险,一旦被不当利用或处置失误,将对社会造成恶劣影响。以湖南省废旧弹药处置工作为研究对象,旨在梳理总结主要处置方法,分析现存问题,并提出提升处置能力的对策建议。研究通过实地调研湖南省废旧弹药处置工作流程,结合相关文献资料,对废旧弹药的品种、年代、性状等特征进行分析,探讨当前处置方法的不足。研究发现:国内废旧弹药处置存在处置人员专业程度不高、专用库房建设不足、处置装备器材缺乏、销毁技术局限以及处置机制和体系不完善等问题。针对这些问题,提出了:加强专业人员培训、完善专用库房建设标准、配备先进处置装备、探索新型销毁技术以及规范处置机制等对策建议。研究结论表明:科学规范的废旧弹药处置工作对于消除社会安全隐患、保障人民群众生命财产安全具有重要意义,未来应进一步加强技术研发和管理体系建设,提升废旧弹药处置的整体水平。

    2025年02期 v.42;No.176 182-187+210页 [查看摘要][在线阅读][下载 151K]
  • 基于知识图谱的露天矿爆破安全管理问答系统

    孙嘉怡;李萍丰;管伟明;谭洁;赵明生;余红兵;温颖远;唐洪佩;

    在爆破作业中,安全管理发挥着至关重要的作用,爆破安全与“钻孔、爆破、采装、运输、排土”等工艺流程密切相关,工序之间相互作用显著。然而,由于现有爆破安全数据来源多样、结构复杂,缺乏系统化集成,导致现场作业人员在面对复杂工况时难以准确获取关键安全知识,给安全管理带来了挑战。因此将基于BERT-BiLSTM-CRF的命名实体识别方法应用于爆破安全管理领域。首先采用BERT预训练模型获取动态词向量,其次采用BiLSTM-CRF进行实体最佳标签序列标注,构建了涵盖7类实体和9类关系的知识图谱,并利用开源图数据库系统Neo4j存储知识图谱数据。结果表明:模型所有实体类型的F_1值均在60%以上,证明该模型较传统模型实体识别提取精度显著提高。并基于知识图谱模型开发了露天煤矿爆破工艺安全管理知识问答系统,完成领域知识查询及各类爆破工艺与安全标准的迅速匹配。通过问答系统的支持,现场工程师能够在复杂的爆破安全管理中迅速做出科学决策。

    2025年02期 v.42;No.176 188-201页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
  • 爆破实验教学虚拟仿真教学平台的设计与应用

    李昊阳;孙强;易锦;陈甜甜;

    《爆破工程》课程是高校城市地下工程、矿山建设工程专业的核心课程,爆破实验教学是实践教学中必不可少的环节。由于爆破工程具有高危险性的特点,传统的爆破工程实验建设难度大,难以在室内进行,给教学带来了不便,因此越来越多的学校依托虚拟仿真平台进行爆破工程实验教学。本文根据爆破工程虚拟仿真的教学思路及需求搭建了爆破实验教学虚拟仿真教学平台:利用Unity3D作为虚拟仿真系统的开发工具,保证虚拟仿真系统具有可在不同平台运行的高兼容性;使用3DS Max建立模型,并用Maya进行细节渲染,提高了模型的真实感;通过云渲染技术解决了加载速度慢、动画不逼真等问题;并且为了更好地体现实际工程中爆破振动波的传播机理,利用ANSYS模拟爆破振动波在不同岩层中的传播,波场云图以快照的形式保存在虚拟仿真系统,开展爆破振动虚拟仿真实验。实践和应用效果显示,虚拟仿真实验平台可实现学生独立地、深度地参与到爆破工程的教学实验中,提高了学生的实验体验和实践创新能力。

    2025年02期 v.42;No.176 202-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]
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