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露天爆破中炸药单耗对岩石破碎块度的数值模拟研究
1
作者 黄永辉 李永杰 +2 位作者 杨阳 熊卫国 张智宇 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期973-981,共9页
露天爆破中岩石破碎块度是钻爆、铲装、运输及后续工艺等综合成本的主要衡量标准,炸药单耗是其主要影响因素,而炸药单耗对破碎块度的研究一般采用爆破模型试验,但其存在成本高、试验结果误差大等缺点.为了优化炸药单耗来降低爆堆的大块... 露天爆破中岩石破碎块度是钻爆、铲装、运输及后续工艺等综合成本的主要衡量标准,炸药单耗是其主要影响因素,而炸药单耗对破碎块度的研究一般采用爆破模型试验,但其存在成本高、试验结果误差大等缺点.为了优化炸药单耗来降低爆堆的大块率、平均块度,并预测实际工程块度,在爆炸破岩理论基础上,运用基础力学测试设备对模型材料进行了单轴抗压、弹性模量、断裂韧度等测试,标定RHT本构模型参数,通过LS-DYNA数值仿真软件和粒子流算法(SPH)构建了三维露天台阶爆破数值仿真模型,首次对爆破破岩数值模拟结果实现块度精准统计,并对爆破破岩块度随炸药单耗的变化规律开展了系统研究.研究结果表明:炸药单耗在0.23~0.79 kg·m^(-3)范围内,岩块最大尺寸均小于240 mm,其变化区域分为240、220、140 mm三个最大块度相近区和240~220 mm、220~140 mm两个明显下降区;随单耗增加,均匀性指数n呈波浪式减小,分形维数D与n的变化趋势相反,平均块度尺寸呈现先快速下降后缓慢变化的趋势;炸药单耗的块度分布拟合曲线采用G–G–S函数拟合,相关系数均在0.91~0.97间,其变化规律验证了通过SPH法来模拟岩石爆破和岩石破碎块度统计方法的可行性和准确性.研究结果对爆破破碎块度分布规律的完善及块度控制工程具有一定的意义. 展开更多
关键词 岩石块度 炸药单耗 数值模拟 SPH法 通过率
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某露天矿富水区水孔爆破现场试验和参数优化
2
作者 王垄 柏树丰 +1 位作者 王天龙 严頔 《采矿技术》 2024年第1期133-137,共5页
某露天矿深部采场矿岩孔隙水发育,炮孔充水严重,影响矿山爆破作业施工和爆破效果。为解决上述问题,通过装药周边水介质冲击传载机理的理论分析和现场试验,对爆破参数进行优化。现场试验设计以充水孔炸药单耗下降8%、15%、20%3个层次水... 某露天矿深部采场矿岩孔隙水发育,炮孔充水严重,影响矿山爆破作业施工和爆破效果。为解决上述问题,通过装药周边水介质冲击传载机理的理论分析和现场试验,对爆破参数进行优化。现场试验设计以充水孔炸药单耗下降8%、15%、20%3个层次水平与孔网参数为5.5 m×5m、6 m×4.5 m、7 m×4 m进行方案组合。理论分析和试验研究结果表明:利用炮孔中水介质实现不耦合装药,可有效利用水介质高效传载、孔壁初始裂纹激发、爆轰产物与水介质高压联合增裂的效应,达到显著降低炸药单耗和提高爆破效果的目的。试验确定6 m×4.5 m的孔网参数与炸药单耗降低15%的组合方案为最优,其综合爆破效果最佳,大块率、冲孔率分别控制在5%、8.5%以内。试验结果可为类似矿山优化水孔爆破参数、改善水孔爆破效果提供参考。 展开更多
关键词 露天矿 水孔爆破 水介质传载 参数优化
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周边孔聚能装置间隔装药在光面爆破中的应用研究
3
作者 王清标 王涛 +5 位作者 田成林 孙永 魏祥 李中辉 王旭 李悦 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期77-84,共8页
隧道光面爆破工程的周边孔需要采用间隔装药方式,而大部分间隔装药方式采用“导爆索+雷管”联合起爆技术,此技术具有一定的局限性且经常发生拒爆现象。如何在保证隧道掘进效率的前提下提高光面爆破效果成为目前亟待解决的难题,从现场试... 隧道光面爆破工程的周边孔需要采用间隔装药方式,而大部分间隔装药方式采用“导爆索+雷管”联合起爆技术,此技术具有一定的局限性且经常发生拒爆现象。如何在保证隧道掘进效率的前提下提高光面爆破效果成为目前亟待解决的难题,从现场试验方面开展相关研究,提出“聚能装置+数码电子雷管”新型联合起爆技术,将其应用于高原某隧道,通过与原始的“导爆索+数码电子雷管”联合起爆技术的爆破后效果进行对比分析。实验结果表明:对比原始技术,新技术炸药单耗降低了0.2 kg/m^(3),半孔留痕率提高了5%,平均装药时间由原来的1.3 h降为1.0 h,稳定循环进尺的同时极大降低了耗材费用,提高了隧道光面爆破效果。 展开更多
关键词 隧道开挖 光面爆破 间隔装药 联合起爆技术 聚能装置
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煤矿防冲钻孔机器人全自主钻进系统关键技术
4
作者 王忠宾 司垒 +6 位作者 魏东 戴剑博 顾进恒 邹筱瑜 张聪 闫海峰 谭超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1240-1258,共19页
针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系... 针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系统性能的“孔位精准识别、钻具姿态精确感知、无线电磁随钻智能检测、钻具运行状态智能识别和钻进系统精确控制”五大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在复杂恶劣环境下卸压孔的精确识别问题,设计了融合图像尺寸调节和多阶段训练模式的卸压孔图像样本扩充SinGAN模型,引入多层特征融合优化的FasterRCNN,构建了基于改进SqueezeNet轻量级网络架构的孔位识别模型,以实现卸压孔位的准确快速识别;针对钻具姿态精确感知问题,提出了基于改进梯度下降法算法优化无迹卡尔曼滤波的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)初始对准方法,设计了多个IMU的空间阵列布局方式,研究了基于BP神经网络的钻具姿态误差补偿方法,旨在提高钻具姿态的解算精度,实现精准钻孔卸压;针对复杂地质环境下钻进工况的精确检测问题,搭建了煤矿井下随钻测量无线电磁传输系统架构,探讨了微弱电磁波信号自适应调制和随钻高速双向电磁传输技术原理,研究了孔底地质参数、几何参数和工程参数的测量原理和实现过程;针对钻进系统运行状态识别问题,构建了钻进信号时域、频域、时频域的多域特征和深度网络高级特征提取架构,提出了钻进系统关键零部件健康状态评估和故障诊断技术,构建了基于改进蝙蝠优化长短期记忆网络的卡钻风险因子预测模型,实现对卸压钻具卡钻状态的准确预测;针对钻进系统的精确控制问题,分析了钻进系统的液压系统工作原理,构建了考虑煤岩性状的钻进系统精确控制方案,探讨了基于转矩和位置的钻进系统最优控制参数求解原理,旨在实现钻进回转系统和给进系统的智能协同控制和并行作业。 展开更多
关键词 防冲钻孔机器人 卸压孔识别 钻具姿态感知 无线电磁检测 钻进状态识别 智能协同控制
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钻井法凿井气-液-固耦合排渣流场及刀盘吸渣口优化
5
作者 程桦 郭龙辉 +2 位作者 姚直书 杨光 荣传新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期426-441,共16页
针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数... 针对西部地区侏罗系地层煤矿立井钻井法施工中出现的气举反循环洗井排渣与钻进效率低下问题,以陕西可可盖煤矿中央回风立井ϕ4.2 m超前钻井为工程背景,基于CFD-DEM(计算流体力学和离散单元法耦合)研究方法,建立了气-液-固多相耦合排渣数值模型,揭示了排渣管内、井底流场的速度及压力分布规律,并基于自研的气举反循环排渣试验装置,采用PIV(粒子图像测速法)测试技术对流场分布的正确性进行验证;提出了优化刀盘吸渣口评判指标和方法,对吸渣口的数量、长径比、面积比、总面积占比进行优化,得到了超前钻头刀盘吸渣口布置的最佳方式和相关参数;讨论了钻头转速、注气量、风管没入比和泥浆黏度等主要因素对排渣流场的影响。研究结果表明:(1)排渣管内流体的运移以轴向流动为主,且途经注气端时,流速发生跳跃式剧增;井底流体的运移主要以水平流动为主,流体的垂直上返仅存在于吸渣口附近;井底流体的水平流动以切向流动为主,径向流动仅在吸渣口两侧较为明显,且远离吸渣口处,径流速度较小易产生岩屑沉积;(2)当刀盘吸渣口数量为2,长径比为0.4,面积比为1,总面积占比为1.94%时,吸渣口的布置方式最佳,且清渣率较现行吸渣口布置方式提高66%;(3)增大钻头转速可显著增强吸渣口的吸附作用,注气量、风管没入比与井底和排渣管内流体的轴向速度均呈正相关关系,低黏、低密度的泥浆易获取高流速,但携岩能力较差。研究结果可为破解侏罗系地层深大立井钻井法洗井排渣与钻进效率低下技术难题,提供有益的理论参考。 展开更多
关键词 钻井法凿井 气举反循环 排渣流场 吸渣口优化 排渣效率
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低压超声速磨料空气射流喷嘴结构
6
作者 刘勇 李志平 +3 位作者 魏建平 蔡玉波 余大炀 黄逸 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1704-1716,共13页
硬岩隧道掘进刀具磨损严重、换刀频繁是限制高效掘进的主要因素,低压磨料空气射流辅助刀具破岩是突破硬岩隧道掘进技术瓶颈的可行性思路,为实现辅助高横移速度刀具破岩,提出了矩形喷嘴。矩形喷嘴能有效提高磨料在移动方向集束性,进而减... 硬岩隧道掘进刀具磨损严重、换刀频繁是限制高效掘进的主要因素,低压磨料空气射流辅助刀具破岩是突破硬岩隧道掘进技术瓶颈的可行性思路,为实现辅助高横移速度刀具破岩,提出了矩形喷嘴。矩形喷嘴能有效提高磨料在移动方向集束性,进而减小切缝宽度,提高切缝深度。为明确矩形喷嘴对磨料加速及破岩的影响规律,采用加长扩张段长度和截面近似等效设计了圆形喷嘴及矩形喷嘴;然后基于数值方法确定了喷嘴扩张段长度对气体及磨料加速的影响,并对比分析了喷嘴不同断面形状对磨料加速和分布特征的影响。最后通过开展低压磨料空气射流冲蚀破碎花岗岩实验,研究了喷嘴结构和横移速度对冲蚀效果的影响,分析了不同断面形状喷嘴的切割效率,确定了适用辅助刀具破岩的最佳喷嘴结构。数值结果表明压力2 MPa时,加长扩张段长度,气固两相能量转化更充分,磨料加速更充分,但随着喷嘴扩张段持续加长,磨料速度提升不明显;相比圆形断面喷嘴,矩形断面喷嘴对磨料加速稍差,但仍能将磨料加速至300 m/s,且经矩形喷嘴加速的磨料在自由流域呈扁平矩形分布,有效提高了磨料在刀具横移方向的集束性。实验表明圆形喷嘴扩张段加长,岩石冲蚀深度不断增加,当扩张段长度为145 mm时,花岗岩冲蚀深度分别为23.90、20.23 mm,扩张段长度持续加长,岩石的冲蚀深度提高并不显著。当横移速度为0.02 m/s时,喷嘴C_(4)、R_(1)、R_(2)切割玄武岩深度分别为3.35、12.15、8.25 mm,花岗岩深度分别为5.2、14.9、11.5 mm;横移速度为0.30 m/s时,喷嘴C_(4)、R_(1)切割玄武岩深度分别为0.8、3.0 mm,花岗岩深度分别为1.0、3.6 mm。对比喷嘴C_(4),和数值模拟结果相同,矩形喷嘴能使磨料聚能、磨料利用充分,切割效率较优。且喷嘴R_(1)的切割效率最好,喷嘴结构最优。研究结论将为磨料空气射流辅助刀具破岩提供理论和技术支撑。 展开更多
关键词 磨料空气射流 喷嘴结构 硬岩掘进 磨料加速分布 切割效率
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低碳矿区综合能源系统经济运行优化研究
7
作者 贠保记 赵文 +1 位作者 王建学 贠鑫哲 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期177-187,共11页
针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题,提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先,为使矿区伴生能源得到充分利用,搭建了一个包... 针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题,提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先,为使矿区伴生能源得到充分利用,搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次,为降低矿区碳排放量,在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时,引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT),通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后,调用CPLEX商业求解器,以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明:优化后的CMIES碳排放量显著降低,运行成本大幅减少。 展开更多
关键词 矿区综合能源系统 伴生能源 低碳经济 阶梯式碳交易 绿证交易机制
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轻轨结构在隧洞掘进爆破下的响应数值模拟
8
作者 叶海旺 余梦豪 +6 位作者 吴家鹏 欧阳枧 龙桂华 雷涛 王炯辉 赵明生 余红兵 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期49-57,共9页
依托深圳大芬水分洪箱涵暗挖隧洞工程,采用动力有限元软件建立了三维数值模型,研究了轻轨结构在隧洞爆破开挖下的响应特性。结果表明:随着爆心距增加,同一高程的轻轨结构峰值应力、位移和峰值振速逐渐减小;随着高程增加,同一立柱峰值应... 依托深圳大芬水分洪箱涵暗挖隧洞工程,采用动力有限元软件建立了三维数值模型,研究了轻轨结构在隧洞爆破开挖下的响应特性。结果表明:随着爆心距增加,同一高程的轻轨结构峰值应力、位移和峰值振速逐渐减小;随着高程增加,同一立柱峰值应力逐渐减小,而峰值位移和峰值振速具有高程放大效应;隧洞已开挖区形成的空腔使上部轻轨结构的振速响应存在空腔放大效应和空腔阻尼效应。在此基础上,基于萨道夫斯基公式回归预测和仿真计算对隧洞掘进爆破单响药量进行优化,结果为:轻轨结构位于掌子面前面和后面,两种工况条件下的爆心距均为20.52、28.65 m,则在允许振速条件下的最大单响药量分别为1.8、6.0 kg和2.1、6.3 kg。 展开更多
关键词 隧洞爆破 轻轨结构 动力响应 数值模拟 最大单响药量
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相邻空区影响下三软巷道变形破坏规律与煤柱留设宽度研究
9
作者 解盘石 林伟典 +4 位作者 张小明 张颖异 黄宝发 杨航 曾佑富 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
为了探究相邻空区影响下三软煤层巷道掘进时不同煤柱宽度下巷道围岩变形破坏规律,采用理论计算、数值模拟、物理相似模拟与现场实测相结合的研究方法,分析存在临空区后不同区段煤柱宽度下巷道围岩应力演化规律、塑性破坏范围以及位移分... 为了探究相邻空区影响下三软煤层巷道掘进时不同煤柱宽度下巷道围岩变形破坏规律,采用理论计算、数值模拟、物理相似模拟与现场实测相结合的研究方法,分析存在临空区后不同区段煤柱宽度下巷道围岩应力演化规律、塑性破坏范围以及位移分布特征。结果表明:临空区是造成巷道掘进后非对称破坏的主要原因,使煤柱主应力方向与垂向夹角增大,巷道两帮应力呈煤柱侧大于实体煤侧的非对称分布特征;三软巷道破坏形式以剪切破坏为主,破坏主体为两帮,随着煤柱宽度增大,主应力方向与垂向夹角减小,巷道围岩破坏程度降低,临空区对巷道不同位置的影响程度不同,巷道中部围岩破坏程度大于端头处且煤柱侧破坏程度大于实体煤侧;煤柱宽度增大对巷道围岩应力以及煤柱破坏的改善程度有限,现场结果显示当煤柱宽度为20 m时巷道正常维护满足需求。 展开更多
关键词 三软巷道 煤柱宽度 巷道失稳 相邻空区 非对称破坏
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HSP超前探测技术在煤矿TBM掘进巷道中的应用研究
10
作者 张盛 陈召 +5 位作者 卢松 杨战标 冀畔俊 贺飞 鲁义强 刘佳伟 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期107-117,共11页
随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条... 随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条件,提出了适用于煤矿巷道TBM掘进的HSP超前探测方法。以河南平顶山首山一矿TBM掘进底板瓦斯治理巷道为工程背景,选用防爆硬件一体化设计的探测仪器在煤矿巷道中进行应用。构建了空间型观测方式对煤矿巷道近水平煤线进行探测,优化了双护盾TBM掘进巷道狭小空间检波器阵列式布置参数;基于时频分析、互相关干涉处理、反射与散射联合反演等方法处理原始信号并进行探测结果成像。研究表明:采用空间型观测方式可实现与巷道小角度斜交煤线的识别,设计震源与首检波器间距离为15 m时最优。通过时频分析提取有效信号,利用互相关干涉法获取虚拟震源道和反射特征曲线,并结合反射与散射联合反演成像得到探测区域地层反射能量分布图,能够较准确地推测得到围岩存在的不良地质构造。通过比较现场开挖揭露情况与探测结果发现两者吻合度较高,表明HSP超前探测方法可实现掘进工作面前方100 m范围内超前无损地质预测,有助于提高煤矿岩巷TBM掘进速度。 展开更多
关键词 煤矿岩巷 超前探测 水平声波探测法(HSP) TBM 破岩震源
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矿山救援钻孔中井涌井漏事故预警预测
11
作者 陈卫明 王家文 +3 位作者 凡东 郝世俊 赵江鹏 邱雨 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期144-152,共9页
为解决矿山应急救援钻孔作业过程中井涌井漏事故预警预测困难等问题,建立了基于机器学习的钻进过程井涌井漏事故预警预测模型。首先对井涌井漏事故发生初期时的钻进参数进行事故表征参数分析;其次对事故表征参数进行数据清洗处理,在此... 为解决矿山应急救援钻孔作业过程中井涌井漏事故预警预测困难等问题,建立了基于机器学习的钻进过程井涌井漏事故预警预测模型。首先对井涌井漏事故发生初期时的钻进参数进行事故表征参数分析;其次对事故表征参数进行数据清洗处理,在此基础上,通过XGBoost事故诊断预警模型对井涌井漏事故进行早期诊断识别;随后建立PSO-LSTM事故发展预测模型,对事故发生后的孔底压力参数发展趋势进行预测,提前掌握钻进事故发展状态;最后通过实际钻进数据对预警预测模型的有效性进行验证。结果表明:XGBoost事故诊断预警模型能根据总池体积、立管压力、出入口流量差和动力头负荷这4种钻进参数的异常变化,快速准确诊断钻进过程中的井涌井漏事故;PSO-LSTM事故发展状态预测模型能充分学习孔底压力参数发展规律,综合EMAP、EMA、ERMS、R2这4项误差评价指标,PSO-LSTM模型相较于BP、RNN、SVM模型的预测性能最佳,能准确预测事故发生之后的孔底压力发展趋势,提前掌握井涌井漏事故的严重程度和发展态势。研究结果丰富了钻进过程井涌井漏事故预警预测方法,提高了矿山事故地面救援的可靠性,对矿山应急救援钻孔作业过程中事故控制有着借鉴与指导作用。 展开更多
关键词 矿山救援 钻进过程 预警预测 XGBoost PSO-LSTM 机器学习 井涌井漏
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分层一次爆破成井精确延时爆破参数研究
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作者 李祥龙 颜世骞 +2 位作者 王建国 姚永鑫 黄原明 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期173-185,共13页
为了研究精确延时微差起爆对一次成井分层爆破效果的影响,理论计算了层内孔间微差时间,利用LS-DYNA软件,采用JH-2岩石模型,模拟了大直径深孔一次成井爆破中的精确延时分层起爆,分析了井筒岩石的损伤演化过程,试验验证了延期时间参数。... 为了研究精确延时微差起爆对一次成井分层爆破效果的影响,理论计算了层内孔间微差时间,利用LS-DYNA软件,采用JH-2岩石模型,模拟了大直径深孔一次成井爆破中的精确延时分层起爆,分析了井筒岩石的损伤演化过程,试验验证了延期时间参数。结果表明,层间采用18 ms延期时间时,爆破效果最佳。结合理论分析和数值模拟结果确定了一次成井的延期时间方案。井筒的成形大致相似,其特征截面面积相似度在83.4%~96.6%之间。通过理论分析、数值模拟和现场试验获得了一次爆破成井工程的精确延时微差分层爆破方法,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 一次成井 微差起爆 岩石损伤 分层爆破 精确延时
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宽孔距爆破模型试验及近场动力学计算研究
13
作者 吴亮 张澳 +1 位作者 周俊汝 陈明 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页
针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破... 针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题,在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上,开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验,并基于常规态型近场动力学原理,开发了爆破计算模块,对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明:临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用,表现出向临空面拐角分叉的特征,并逐渐向临空面扩展,最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下,随着炮孔密集系数的增加,应力降低区逐渐增大,同排炮孔间的径向贯通裂隙消失,过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失,最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律,并且当炮孔密集系数较小时,前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎,随着炮孔密集系数的增大,后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。 展开更多
关键词 近场动力学 宽孔距爆破 裂纹扩展 密集系数
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射流参数对双孔液态CO_(2)相变冲击岩石裂纹扩展的影响
14
作者 于建新 王云蒙 +1 位作者 王金星 陈晨 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期98-109,158,共13页
液态CO_(2)相变作用时的射流形状与冲击方向影响着破岩效果。基于自行构建的试验系统,结合LS-DYNA数值模拟,研究了双孔液态CO_(2)在不同气流释放方向组合下的岩石裂纹扩展规律。结果表明:双孔X方向相背冲击时,岩石裂纹并不能在两孔之间... 液态CO_(2)相变作用时的射流形状与冲击方向影响着破岩效果。基于自行构建的试验系统,结合LS-DYNA数值模拟,研究了双孔液态CO_(2)在不同气流释放方向组合下的岩石裂纹扩展规律。结果表明:双孔X方向相背冲击时,岩石裂纹并不能在两孔之间扩展贯通。双孔X方向相对冲击时,两孔之间形成贯穿裂纹。双孔Y方向同向冲击时,裂纹沿初始冲击方向扩展,并在孔周围扩展形成多条裂纹。数值模拟结果表明:在不同释放口组合冲击作用下,X方向相对冲击时裂纹在两孔之间形成贯穿,初始裂纹继续扩展贯穿至前后侧面。X方向相背冲击下的试样裂隙主要向预留孔四周扩展。Y方向同向冲击下试样内部裂隙沿初始气流冲击方向的反方向扩展,并未形成贯穿裂纹。从裂纹定向扩展效果而言,双孔X方向相对冲击效果最好,Y方向同向冲击次之,X方向相背冲击最差。从顶面主裂纹扩展数量而言,X方向相背冲击最多,Y方向同向冲击次之,X方向相对冲击最少。研究结果可为CO_(2)冲击致裂技术应用提供指导。 展开更多
关键词 液态CO_(2) 相变冲击 裂纹扩展 损伤分析 数值模拟
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PE管道的爆破振动响应规律及灰色关联度分析
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作者 段宝福 于昭文 +2 位作者 徐伟善 孙宗军 张正欣 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期110-118,共9页
为了降低隧道爆破施工对既有埋地PE管道造成的振动危害,有必要在施工前了解影响管道振动效应的各种因素。根据现场实测数据,采用MIDAS GTS NX软件建立岩土体-隧道-PE管道三维数值模型,并将现场监测结果和数值模拟结果进行对比分析,验证... 为了降低隧道爆破施工对既有埋地PE管道造成的振动危害,有必要在施工前了解影响管道振动效应的各种因素。根据现场实测数据,采用MIDAS GTS NX软件建立岩土体-隧道-PE管道三维数值模型,并将现场监测结果和数值模拟结果进行对比分析,验证数值模型的可靠性。分析得出:爆破振动作用下土体弹性模量、泊松比和管径的增加会使管道的最大振速增大;因为地表自由面叠加作用的原因,管道埋深的增加使管道最大振速先减小后增大。运用灰色关联度理论,确定了4种不同因素对管道振动效应的影响程度,主次关系为:土体弹性模量>管道埋深>土体泊松比>管道直径。准确地了解各因素对管道振动的影响程度能够更好的对隧道爆破施工时PE管道的安全性进行评估,为工程实际施工提供参考。 展开更多
关键词 隧道爆破 灰色关联度 PE管道 振动响应
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机械起爆引信改装方法及传爆能力分析
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作者 孙浩 谢宇 蔡辰忱 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期152-158,共7页
为解决机械起爆引信失效率高的问题,探索出一种保留传爆序列的起爆引信改装方法和解除保险方法。运用Autodyn软件仿真分析工业8号雷管在空气中爆炸的冲击波超压,发现在距离雷管端面2 mm内的空气冲击波超压大幅下降,要引爆不保留传爆序列... 为解决机械起爆引信失效率高的问题,探索出一种保留传爆序列的起爆引信改装方法和解除保险方法。运用Autodyn软件仿真分析工业8号雷管在空气中爆炸的冲击波超压,发现在距离雷管端面2 mm内的空气冲击波超压大幅下降,要引爆不保留传爆序列(只含传爆药)的起爆引信,雷管端面与传爆药的理论最大允许间隙约为0.33 mm。分别对保留传爆序列和不保留传爆序列2种起爆引信进行钢凹试验,设置无间隙和有间隙2种起爆情形,试验结果表明:无间隙起爆时,2种起爆引信的传爆能力相当,钢凹深度分别为1.80 mm和2.08 mm。间隙2 mm起爆时,不保留传爆序列的起爆引信未完全作用,钢板表面无形变;带传爆序列的起爆引信完全作用,钢凹深度2.04 mm。试验结果既印证了仿真分析的准确性,也说明了带传爆序列的起爆引信对雷管端面间隙不敏感,具有很高的传爆可靠性,配合解除保险方法,将显著提高机械起爆引信的作用安全性和有效性。 展开更多
关键词 起爆引信 传爆序列 雷管 冲击波超压 钢凹试验
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绿色矿山建设碳源/汇与减排增汇研究进展
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作者 王金满 杨曼 +1 位作者 刘彪 朱秋萍 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1597-1610,共14页
为应对长期以来矿业开采导致的环境问题,绿色矿山理念及配套政策逐步发展。碳达峰碳中和目标导向下,绿色矿山倡导低碳化生产、生态开采等新的发展要求。为探究新时期绿色矿山建设在节能减排目标下的重要方向和关键问题,助力碳中和目标... 为应对长期以来矿业开采导致的环境问题,绿色矿山理念及配套政策逐步发展。碳达峰碳中和目标导向下,绿色矿山倡导低碳化生产、生态开采等新的发展要求。为探究新时期绿色矿山建设在节能减排目标下的重要方向和关键问题,助力碳中和目标与绿色矿山建设的协同发展,该研究以绿色矿山、碳源/汇与减排增汇为关键词开展文献计量分析,总结“双碳”目标下绿色矿山建设内涵与要求,分析绿色矿山建设背景下碳源/汇与减排增汇研究进展,梳理矿区碳源与碳汇核算方法,探究绿色矿山减排增汇策略。得出:绿色矿山在理论与应用方面均具有较为丰富的研究及实践成果,具有良好基础以面对新的发展挑战;绿色矿山现存管理方案与考评体系成果完整,整体偏定性和基础推荐性要求;矿山碳足迹核算中,基于生命周期理念、采用排放因子法的核算模式已较为成熟,但在生命周期划分与核算因子选取过程中仍需慎重,注意加强因子的本地化选取;针对减排增汇目标,绿色矿山在策略上需重视能源与技术视角。在“双碳”目标下,当前绿色矿山相关验收标准在减排方面的关注度有待增强,指标体系的定量化程度与执行力有待提高;煤炭矿山的碳足迹核算与减排潜力分析是未来绿色矿山研究的重点之一;矿山减排研究中,由复垦产生的碳源与碳汇核算及矿山全生命周期的减排方案设计需得到更多关注。 展开更多
关键词 碳达峰与碳中和 绿色矿山 碳足迹 碳源 碳汇
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砂质泥岩巷道顶板定向爆破不耦合装药系数优化与应用
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作者 刘少伟 隋纪胜 +3 位作者 贺德印 付孟雄 何伟 李震 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期67-76,158,共11页
聚能爆破技术在沿空留巷工程项目中有着重要的作用,装药结构问题一直是目前讨论的热点及难点。对于目前沿空留巷顶板超前预裂装药长度尚没有明确的指标情况下,以孟津煤矿二_2-11031工作面轨道顺槽为研究背景,提出了等长装药顶板预裂技术... 聚能爆破技术在沿空留巷工程项目中有着重要的作用,装药结构问题一直是目前讨论的热点及难点。对于目前沿空留巷顶板超前预裂装药长度尚没有明确的指标情况下,以孟津煤矿二_2-11031工作面轨道顺槽为研究背景,提出了等长装药顶板预裂技术,为明确最优装药结构,本文通过LS-DYNA数值模拟软件建立了三维定向聚能爆破模型,改变轴向药柱的长度,以裂纹扩展长度和应力衰减速率为分析指标,通过数值模拟可知,轴向不耦合系数在1.25~1.7之间径向切缝距离约为40 cm,轴向切缝距离约为80 cm,相比轴向不耦合系数在2~3之间,切缝距离分别提高了25%和12.5%;轴向不耦合系数在1.25~3之间,应力衰减速度均小于1,能量利用最为合理;将轴向不耦合系数α=1.25~2的装药结构在孟津煤矿二_2-11031工作面轨道顺槽进行顶板定向爆破实验,对预裂爆破后的两炮孔中线进行钻孔窥视,观察到4种爆破方案,两炮孔之间沿切缝方向裂纹均已经完全贯通,裂纹光滑平整,现场应用效果良好,结合经济性、安全性两方面考虑,不耦合系数α=1.7为最优;研究结果表明等长装药结构可以代替传统的三段式装药结构。研究结果可以为今后类似的项目提供参考。 展开更多
关键词 聚能爆破 轴向不耦合装药 沿空留巷 定向预裂 等长装药结构
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基于CiteSpace的露天矿爆破技术知识演化和趋势分析
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作者 周玉祥 韩心宇 +2 位作者 赵玉 郭立华 周佳峥 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期210-220,共11页
为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律,在中国学术期刊出版总库(CNKI)中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件,获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具,对我国... 为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律,在中国学术期刊出版总库(CNKI)中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件,获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具,对我国露天矿爆破研究领域的发展现状、分布特征、研究热点和前沿趋势进行了全面而深入的研究和分析。研究表明:露天矿爆破研究主要分为:(1)露天矿爆破理论的确立和发展阶段(2010年前)、(2)现代技术运用和创新阶段(2010—2015年)、(3)绿色智能精细化发展阶段(2015年至今)3个阶段;学科分布主要是矿业工程和工业通用技术与设备;发文期刊主要是《爆破》、《工程爆破》以及其他矿业工程领域的期刊;研究作者及机构主要是矿业相关高等学校教师以及企业、研究院研究人员;研究主题主要包括爆破工艺过程中的爆破设计软件开发与应用,孔网参数、炸药单耗、装药结构等爆破参数优化,深孔爆破、台阶爆破、抛掷爆破、预裂爆破等爆破方式,爆破振动的控制与监测,数值模拟、人工智能算法的应用,爆破质量原因分析及爆破效果评价。未来的露天矿爆破将继续朝着自动化、智能化、精确化和环境友好化的方向发展,通过技术创新和多学科融合,为矿山行业提供更高效、安全、可持续的爆破解决方案。 展开更多
关键词 露天矿 爆破 CITESPACE 知识图谱 中国知网(CNKI)
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高陡边坡延时爆破电子雷管延时时间计算方法
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作者 李启月 郭一鸣 +3 位作者 廖晓目 唐虹靖 马晶晶 田军 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-8,18,共9页
在高陡边坡开挖过程中,为控制爆破振动对周围建(构)筑物的损伤,基于爆破振动波形叠加原理,研究了不同孔间延时时间的爆破振动叠加规律,提出了一种适用于高陡边坡开挖的延时爆破孔间延时时间精确计算方法,并通过现场试验对该方法进行验... 在高陡边坡开挖过程中,为控制爆破振动对周围建(构)筑物的损伤,基于爆破振动波形叠加原理,研究了不同孔间延时时间的爆破振动叠加规律,提出了一种适用于高陡边坡开挖的延时爆破孔间延时时间精确计算方法,并通过现场试验对该方法进行验证。结果表明,该方法能够准确地预测出多孔爆破合成波形,同时能够确定最优孔间延时时间,使得爆破在爆心距为20 m处产生的峰值振动速度和爆破能量显著降低。此外,由于爆破振动信号的干涉效应显著,爆破振动能量呈现出向高频带集中的现象,降低了低频能量对建(构)筑物的危害。研究结果对相关工程工作起到指导与借鉴作用。 展开更多
关键词 边坡工程 干扰降振 爆破振动 延时时间 爆破能量 振动预测
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