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The Use of Lagrange Diagrams in Precise Initiation Blasting. Part I: Two Interacting Blastholes 总被引：2，自引：0，他引：2
Using the concept of Lagrange diagrams this contribution details the calculation of the delay time between blastholes in a row and rows of blastholes with respect to precise initiation timing within the new advanced blasting technology which is based on the use of electronic detonators. After introducing the representations of stress waves and cracks, this contribution focuses on the role of stress wave interaction in optimal fragmentation in surface blasting and bench blasting. Part I of the paper considers two interacting blast-holes, Part II will be devoted to three or more out of plane interacting blastholes, whereas Part III will treat the interaction with a free face such as encountered in bench blasting. A few simplifying assumptions have been made in this paper with respect to the rock mass as well as the mechanical treatment. The essential assumptions include that the rock mass is treated as a continuum with finite tensile and compressive strength and the effects of structural geology are not taken into account. In addition, the analysis in Part I is simplified by two 'educational' assumption, that all waves are plane (i.e., one-dimensional) waves and three-dimensional effects of finite size blastholes and charges are not taken into account. This contribution will also show that knowledge in wave propagation and fracture mechanics is essential for the successful application of the new blasting technique in industry. In particular, the delay time, the wave speeds in the rock mass, the shape of the wave pulse and the acoustic impedance mismatch (not considered in this paper) have become decisive parameters in advanced blasting. Utilizing the wave speed and wave shapes of detonations, large scale tests in various countries (Australia, Chile, etc.) have shown that optimal delay timing requires shorter delay times in conjunction with allowing for a wider drilling pattern and the use of a grossly reduced amount of explosives , i.e., a lower powder factor. This seemingly contradictory arrangement is fully justified by using scientific principles in blasting, and converting blasting from an art to a scientific discipline . 相似文献
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Wu Li Chen Jianping Engineering Faculty China University of Geosciences Wuhan 《中国地质大学学报(英文版)》2001,12(2)
ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｊｏｉｎｔｅｄａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｄｒｏｃｋｍａｓｓｅｓ ,ｉｔｉｓｏｆｔｅｎｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅａｓｍｏｏｔｈｆｒａｃｔｕｒｅｐｌａｎｅｂｅｔｗｅｅｎｂｌａｓｔｅｄｈｏｌｅｓ.ＭｃＫｏｗｎ(1984)ｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅａｎｇｌｅｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅｓａｎｄｔｈｅｂｌａｓｔ ｉｎｄｕｃｅｄｐｌａｎｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ 6 0°,ｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏａｃｈｉｅｖｅａｓｍｏｏｔｈ ｂｌａｓｔｉｎｇｓｕｒｆ… 相似文献
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对切缝药包用于岩石定向断裂爆破进行了一定的研究,对相关爆破参数进行了设计,并利用模型试验进行验证,实验结果表明切缝药包的定向断裂控制效果好。现场试验也表明该法是一种比较理想的断裂控制爆破技术。最后指明该技术有待进一步研究的方向。 相似文献
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H. P. Rossmanith V. Hochholdinger-Arsic K. Uenishi 《Fragblast: International Journal for Blasting and Fragmentation》2005,9(2):93-125
This contribution addresses model blasting and focuses on size and boundary effects on wave propagation, fracture pattern development and fragmentation in small scale laboratory size specimen. Small cylindrical specimens are centre-line loaded by linear high velocity of detonation explosive charges and detonated.
Using elastic wave propagation theory and fracture mechanics it is shown that the type of boundary conditions which prevail at the outer boundary of the cylinder control the extension of bore-hole cracking and fragmentation within the body of the cylinder. In the case of a composite cylinder with dissimilar mantel and core materials, the level of fracturing and fragmentation is controlled by the delamination of the interface. This, in turn, depends on the relative diameters of the core and the mantel. The most important parameter though is the ratio between the length of the pulse (space-wise or time-wise) and the characteristic dimensions of the models, i.e. in this case the diameters of the core and the mantel.
The theoretical basis for a simplified two-dimensional plane treatment is developed. Simple or composite, thin, plate-like specimens are centrally loaded; whereas the core is always a circle, the mantel can be either a circle or a square. 相似文献
Using elastic wave propagation theory and fracture mechanics it is shown that the type of boundary conditions which prevail at the outer boundary of the cylinder control the extension of bore-hole cracking and fragmentation within the body of the cylinder. In the case of a composite cylinder with dissimilar mantel and core materials, the level of fracturing and fragmentation is controlled by the delamination of the interface. This, in turn, depends on the relative diameters of the core and the mantel. The most important parameter though is the ratio between the length of the pulse (space-wise or time-wise) and the characteristic dimensions of the models, i.e. in this case the diameters of the core and the mantel.
The theoretical basis for a simplified two-dimensional plane treatment is developed. Simple or composite, thin, plate-like specimens are centrally loaded; whereas the core is always a circle, the mantel can be either a circle or a square. 相似文献
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初始地应力对隧洞开挖爆生裂隙区的影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
隧洞开挖过程中控制爆炸对岩体的损伤,减小爆破裂隙范围,对保证工程安全具有重要意义。基于爆炸应力波作用下爆生裂隙形成机制的研究,采用摩尔-库仑准则及最大拉应力准则,研究了初始地应力对爆炸应力波作用下爆生裂隙区比例半径的影响。研究结果表明,初始地应力对爆生裂隙范围有显著影响。在压剪破坏模式下,爆生裂隙区比例半径随地应力的增大而减小,地应力侧压系数影响爆生裂隙区比例半径在洞壁圆周的分布。考虑围岩应力卸荷影响后,沿隧洞径向的爆生裂隙区比例半径比不考虑卸荷的小。拉伸破坏导致的岩体爆生裂隙区比例半径一般比压剪破坏模式下爆生裂隙比例小,爆炸应力波作用下隧洞围岩更容易沿结构弱面发生压剪破坏。 相似文献
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高烟囱爆破拆除倾倒折断力学分析 总被引：2，自引：0，他引：2
针对150 m以上高烟囱在爆破拆除过程中频繁发生空中折断的现象,按照国内烟囱设计规范[1],选定相应烟囱结构设计参数,通过建立高耸钢筋混凝土烟囱在爆破拆除定向倾倒过程中的力学模型,推导了任一时刻烟囱任一截面的内力分布表达式和极限承载能力表达式,分析了其破坏机制。根据所受的荷载和承载能力对烟囱倾倒过程中是否会发生空中断裂进行了判断,结果表明,高度超过150 m的钢筋混凝土烟囱在倾倒角度超过40°～60°后,均可能在离顶部约1/3烟囱高度处发生断裂。 相似文献
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基于连续采矿的顶板诱导崩落技术,采用预裂爆破控制裂隙发展区间,强制崩顶爆破诱导顶板围岩裂隙发育、扩展,从而诱导顶板致裂失稳的可控崩落。然而在地下采空区顶板诱导致裂失稳崩落处理采空区过程中,预裂与崩顶爆破效果具有极大的隐蔽性,难以进行直观可视的评价。采用钻孔摄像系统,利用前视与全景可视技术,对顶板诱导爆破前钻孔形态和爆破的效果进行了探测,特别在爆破后的全景钻孔摄像,数字化描述了钻孔的裂隙特征,并通过钻孔摄像的图片分析评价了顶板诱导崩落爆破效果。全景探测的结果表明：（1）预裂爆破在顶板岩体中形成了清晰可见宽为20～40 mm的预裂缝,炮孔底部存在半个孔壁的预裂特征。（2）顶板围岩中产生了大量的次生诱导微裂隙带,裂隙交错呈“X”型,并且原生裂隙得到了扩展。（3）顶板诱导爆破实施后爆堆形状良好,大量裂隙发育以及碎裂岩体结构的形成有利于顶板的诱导可控崩落。 相似文献
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研究液态CO2相变特征和煤体对气相CO2和CH4的吸附规律,在不同煤质、温度和平衡压力条件下,实验得出在无烟煤和焦煤的煤体中CO2竞相吸附的能力是CH4的1.8~2.4倍。研究发现,液态CO2在0.2 s内完成相变过程,体积瞬间膨胀至794倍。通过理论研究建立了采用不耦合致裂条件下的爆破孔初始冲击压力峰值、裂隙圈有效半径和爆破致裂钻孔孔径3个主要爆破参数变量的数学模型。采用液态CO2瞬间相变出口压力为200MPa的致裂器,进行致裂爆破本煤层增透现场实验研究,研究得出距离致裂爆破孔2m和3m的控制孔在爆破后单孔瓦斯抽采纯量提高至6倍和4倍,单孔瓦斯抽采浓度提高至5倍和4倍,单孔瓦斯抽采浓度保持在35%~55%,而距离致裂爆破孔4m的控制孔在爆破5d后瓦斯抽采效果衰减至爆破前的水平。现场试验得出初始冲击压力峰值200MPa和钻孔孔径0.094m时,本煤层致裂爆破裂隙圈有效半径为3m。 相似文献
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岩体裂纹的水力劈裂是岩体开裂渗漏甚至施工涌水的重要影响因素之一,也是岩土工程界的研究热点。从断裂力学角度分析了爆破开挖对岩体含水裂纹扩展的扰动作用,结果表明,爆破开挖扰动下,岩体含水裂纹的扩展,与爆炸应力波强度及其入射角、地应力的大小与方向、孔隙水压大小、裂纹的倾角及断裂韧度等因素相关;爆炸应力波的作用,相当于增大了岩体裂纹中的孔隙水压力,每1 cm/s的峰值振动速度相当于增大100 kPa的孔隙水压力,爆破振动速度越大,所产生的爆破扰动荷载越大;岩体开挖引起的岩体裂纹近区地应力及其孔隙水压力的变化,对裂纹的失稳与扩展具有较复杂的影响,可改变裂纹的失稳扩展模式。 相似文献
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A state-of-the-art review is conducted to highlight the fracture mechanism in rock blast and advantages and limitations of various methods in modelling it. A hybrid finite-discrete element method (FEM-DEM) is implemented to simulate rock fracture and resultant fragment muck-piling in various blasting scenarios. The modelled crushed, cracked and long radial crack zones are compared with those in literatures to calibrate the hybrid FEM-DEM. Moreover, the hybrid modelling reproduces the rock fragmentation process during blasting. It is concluded that the hybrid FEM-DEM is superior to continuous and discontinuous methods in terms of modelling dynamic fracture of rock under blast-induced impact load. 相似文献
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本文介绍在断裂构造发育的风化花岗岩中采用长锚杆喷锚支护坑道的抗爆试验研究。在爆炸瞬时测定了锚杆和喷层的受力状态及洞周边的质点运动规律,以检验设计的可行性;爆后用声波法、钻孔电视和宏观调查确定其破坏状态,未发现有掉石和底鼓等现象。对比相邻的毛洞段和短锚杆试验段的破坏状态,表明长锚杆支护效果显著,抗爆性能优良,设计合理。 相似文献
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等离子爆破技术是一种新型爆破技术,其爆破孔的设计对整个爆破效果及爆破效率起着决定性的作用。本文基于ANSYS/LS-DYNA建立了爆破孔的有限元模型,并对爆炸荷载作用下掏槽孔孔壁压力及其破碎区进行了数值模拟。研究结果表明,爆破时畸变能的变化自始至终都基本呈椭圆形,孔径越小,积累的能量越大,对岩体破坏越大;孔深长度越短,能量积聚空间越小,爆破对岩体造成的破坏越大;孔深长度的改变对下部岩体影响较小,对中部岩体影响较大。此外由于爆炸实验多为破坏性实验,很难进行原型试验,因此使用数值模拟方法研究爆破孔的结构是可行的,可以作为实际工程的参考。 相似文献
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试谈岩溶石漠化地区植树造林构想——爆破造隙蓄水凿岩挖坑培土植树造林法 总被引：2，自引：1，他引：1
依据岩溶石山区环境地质和水文地质等特征,结合贵州凯里在白云岩极浅覆盖区挖坑植树造林的成功事例,笔者首次提出了爆破造隙蓄水凿岩挖坑培土植树造林的构想,即先钻孔打眼装药爆破,将岩体适当震松,然后凿岩挖坑培土植树,利用爆破漏斗的囊状裂隙空间构建局部地下水仓,并依靠裂隙水毛细管作用向上供水和植物根系向下生长吸取地下水及水中的有效元素养分等,使种植的树木长期得到滋养而易于成活成林成材。该法简单易行,在岩溶石山区以及其它地层岩石区广泛使用,可望达到较快恢复生态环境的预期效果。 相似文献
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采掘扰动是诱发冲击地压灾害的重要因素,深部采掘扰动区域则受冲击与巷道变形的双重威胁,针对该技术难题,本文研究了线性密集切顶防冲护巷技术。基于关键层理论分析了倾斜煤层关键层倾向破断结构特点,表明关键块B的空间状态是控制正在开采的工作面与迎采巷道矿压显现的关键,给出了采掘扰动工况下的最佳关键块断裂线位置。基于COMSOL模拟研究了不同装药直径下的应力峰值分布规律,结果表明:爆破后应力以指数函数形式快速衰减,给出了不同装药直径下应力峰值分布的拟合公式;致裂半径与装药直径呈幂函数的正相关关系;以顶板岩石抗拉强度为指标值,确定了爆破孔直径对应的最优间距。现场设计实施了不同技术参数的切顶方案,结果表明,相比于传统的深孔爆破,线性密集切顶两钻孔之间能够形成贯通裂隙,从而控制关键层的破断方式,因此钻孔间距是影响防冲与护巷效果的关键参数。通过巷道围岩观测与微震监测,表明线性密集切顶技术能够有效减弱迎采巷道的围岩变形,同时降低正在开采的工作面矿压显现与冲击危险性,现场实践验证了理论与模拟结果,可为类似条件工程提供借鉴。 相似文献
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爆破强震扰动影响下受软弱结构面控制型边坡易出现滑移破坏,其破坏机制研究是滑坡灾害防护的重要内容.利用波函数解析方法建立了应力波入射岩-结构面-岩模型,分析了爆破P波透反射规律与软弱结构面应力响应,结合自主研发的爆破应力波扰动结构面剪切强度仪得到了抗剪强度劣化规律,构建结构面动应力与扰动后抗剪强度量化关系,提出结构面内部剪切强度失效模型.研究表明:计算模型的P波在两个界面产生的透射系数均随着入射角增加而降低;振动台加载后软弱结构面的剪切强度存在明显的劣化,加载振幅为0.2 mm时,内聚力由68.75 kPa降低至9.69 kPa.结合建立的剪切强度失效模型与试验得到的剪切强度劣化规律,确定振幅在0.15 mm内时软弱结构面的安全性可以得到保证. 相似文献
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利用新型数字激光动态焦散线试验系统,采用有机玻璃板试件进行模型试验,研究了含预制不同形状空孔对岩石定向断裂控制爆破的影响规律。试验结果表明：在定向断裂控制爆破中,设置菱形空孔更有利于实现精细化定向断裂控制爆破,可有效保证巷道周边眼爆破的成型效果;对比含3种不同形状空孔试件爆生主裂纹扩展速度可知,含菱形空孔的扩展速度最大,含圆形空孔的次之,含带刻槽圆形空孔的最低;含圆形空孔试件爆生主裂纹端部动态应力强度因子总体比含菱形和切槽圆形空孔试件爆生主裂纹端部动态应力强度因子大;主裂纹扩展中后期阶段,含菱形空孔试件爆生主裂纹端部动态应力强度因子相对较小。 相似文献
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突水是地下工程常遇到的主要和危害严重的工程地质现象。工程实例分析表明，地下工程中大的涌水和突水大多与地质结构面，特别是断裂有关。文中分析了断裂控制地下水赋存和运移的规律，以及可能导致突水的富水优势断裂的特征。由于断裂突水的复杂性和众多的影响因素，将地质机制分析、经验判断和定量指标与评价模型相结合是重要的，也是可行的。文中介绍了一种富水优势断裂的量化分级方法，讨论了相应的预测与防治工程对策。 相似文献