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(1)耦合装药时的孔壁压力峰值与X轴向拉应力峰值,在爆破初始阶段较不耦合装药时大,随着距炸药中心距离的増大,爆破的继续发展,耦合装药与不耦合装药时的孔壁压力峰值与X轴向拉应力峰值差距逐渐减小,最后耦合装药时较小,耦合装药较不耦合装药应力衰减速度快,作用时间短,振速较小。
(2)耦合装药结构使得炮孔近区的破碎程度大,大量吸收炸药爆炸能量,加快冲击波衰减,减小了对巷道围岩的扰动,且振速较低,更适合于煤矿巷道掘进 。
不同装药结构爆破过程压力分析
空气不耦合装药时的炮孔孔壁压力峰值为690MPa,耦合装药时,压力峰值为2500MPa,从爆破的整个过程来看,在初始阶段,耦合装药较不耦合装药的压力峰值大,但随着距炸药中心距离的増大,爆破的继续发展,耦合装药与不耦合装药的压力峰值的差距逐渐减小,最后耦合装药的压力峰值较小 。
不同装药结构爆破过程X轴向压力分析
空气不耦合装药时X方向的拉应力峰值为720MPa, 耦合装药时X 方向的拉应力峰值为2510MPa,从爆破的整个过程来看,在初始阶段,耦合装药较不耦合装药的应力峰值大的多,随着爆破的继续发展,耦合装药与不耦合装药的应力峰值的差距逐渐减小,最后耦合装药的压力峰值较小,可见,耦合装药较不耦合装药X方向应力的衰减速度快,作用时间短,可以认为耦合装药时爆炸禁区的岩石吸收大部分了炸药能量,导致岩石破碎程度高,应力波能量较小,衰减较快。
不同装药结构对爆破效果影响
在炮孔近区耦合装药较不耦合装药的压力峰值大,但随着距炸药中心距离的増大,爆破的继续发展,耦合装药与不耦合装药的压力峰值的差距逐渐减小,最后耦合装药的压力峰值较小,耦合装药较不耦合装药应力衰减速度快,作用时间短。
所以,对控制爆破来说,不耦合装药结构由于应力作用时间长,能量分布均匀是非常合适的,但对于李保全:耦合装药对巷道掘进爆破效果影响的数值研究煤矿巷道掘进,在形成新的自由面的同时,尽量避免对围岩结构造成扰动,耦合装药结构使得炮孔近区的破碎程度大,大量吸收炸药爆炸能量,加快冲击波衰减,减小了对巷道围岩的扰动,且振速较低,更适合于煤矿巷道掘进 。
最常采用的装药结构形式有:
①耦合装药——炸药直径与炮孔直径相同,药炸与炮孔壁之间不留间隙。
②不耦合装药——炸药直径小于炮孔直径,药炸与炮孔壁之间留有间隙。
③连续装药——炸药在炮孔内连续装填,不留间隔。
④间隔装药——炸药在炮孔内分段装填,装药之间由炮泥、木垫或空气柱隔开。
岩石巷道的掘进方法主要有机械开挖、爆破两种,钻眼爆破广泛应用于中硬及以上岩石巷道的掘进。爆破效果受到爆破过程中各种因素的影响,其中最为突出的是装药结构。从炮孔直径与药卷直径的关系来说可以分为空气不耦合装药与耦合装药两种。不耦合装药结构的研究成果很多,耦合装药结构对爆破效果影响的研究还存在不足 。
风火山隧道光面爆破盐水不耦合装药结构试验研究
研究目的:针对青藏铁路风火山冻土隧道特殊地质条件和气候条件,研究隧道内气温高容易引起隧道围岩融塌的问题。研究方法:理论分析引起隧道工作面温度升高的原因,针对盐水-空气复合不耦合装药结构,进行理论与模拟试验研究。研究结论:爆生气体是影响冻土热平衡的主要热源之一;盐水介质对爆生气体的降温效果十分显著,高达70%;采用NaCl盐水水炮泥封堵炮孔的技术措施,可达到降低工作面温度和有效降尘的目的;采用复合不耦合装药结构可以有效降低爆破对围岩的损伤。
最常采用的装药结构形式有:
①耦合装药——炸药直径与炮孔直径相同,药炸与炮孔壁之间不留间隙。
②不耦合装药——炸药直径小于炮孔直径,药炸与炮孔壁之间留有间隙。
③连续装药——炸药在炮孔内连续装填,不留间隔。
④间隔装药——炸药在炮孔内分段装填,装药之间由炮泥、木垫或空气柱隔开。
利用现场测试、室内模拟试验和数值计算等方法,系统研究露天台阶爆破地震效应产生和控制的基础性问题。具体研究不同耦合装药结构对爆破能量转化为地震波能量的比例变化,寻找提高岩石破碎炸药能量利用率、降低地震效应的装药结构和爆破技术;利用频谱分析和小波分析等手段深入分析现场震动信号,结合室内大尺寸混凝土模型模拟试验,建立台阶多孔微差爆破地震波产生规律的数值计算模型,确定爆破参数与地震波作用特征参量之间的定量关系,以揭示爆破地震波形成过程中的复杂力学行为及其变化规律。本项目旨在研究从爆破源头开始主动控制地震波对边坡及周边环境的危害的科学依据,同时将改善爆破效果与边坡保护有机的结合起来,对指导露天矿爆破参数优化和安全生产具有实际价值,研究结果对交通、水电等基础建设的高陡边坡工程爆破施工和安全稳定同样具有重要意义。 2100433B
光面爆破是一种爆出的新壁面保持平整而不受明显破坏的控制爆破技术。其特点是在设计开挖轮廓线上钻凿一排孔距与最小抵抗线相匹配的光爆孔,并采用不耦合装药或其他特殊的装药结构,在开挖主体爆破后,光爆孔内的装药同时起爆,从而形成一个贯穿光爆炮孔且光滑平整的开挖面。
光面爆破技术除了在露天开挖中应用外,在我国许多地下工程(如矿山开拓巷道、地下工厂、水力发电站、油库、隧道和国防构筑物等永久性建筑)施工中也取得了良好效果,特别在修建一些水工隧洞时,不但可以减少超挖欠爆的情况,并能使水力摩擦系数降低到用专门衬砌才达到的光滑表面的程度。由此可见,光面爆破是一项合理利用炸药能量的爆破新技术。
光面爆破的基本原理是控制炸药的爆破作用,使猛度做功形式更多地转化为爆力做功形式,降低炸药爆炸的初始冲量,从而减少对炮眼眼壁岩体的破坏,并控制爆破裂缝沿预计方向发展。通常是根据不同岩层情况,通过合理地选择炸药、装药结构,正确地选定周边眼爆破参数(即眼间距、抵抗线、装药量)以及保证周边眼同时起爆等几项措施来实现的。