冲击荷载下含铜矿岩能量耗散的数值模拟

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作者 左庭 李祥龙 +5 位作者 王建国 胡启文 陶子豪 胡涛 章彬彬 宋家旺 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第5期74-87,共14页

为了研究冲击荷载作用下含铜矿岩的破碎块度与能量耗散关系,借助分离式霍普金森压杆试验装置,分析不同冲击荷载下含铜凝灰岩的力学特性及能量传递规律,结合分形理论构建耗散能与矿岩破碎块度之间的关系;同时,基于有限离散元方法(finite ... 为了研究冲击荷载作用下含铜矿岩的破碎块度与能量耗散关系,借助分离式霍普金森压杆试验装置,分析不同冲击荷载下含铜凝灰岩的力学特性及能量传递规律,结合分形理论构建耗散能与矿岩破碎块度之间的关系;同时,基于有限离散元方法(finite discrete element method,FDEM)模拟矿岩的裂纹扩展行为。结果表明:随着入射能的增加,透射能、耗散能、反射能三者的能量分布规律基本保持一致,即透射能、耗散能、反射能依次减小;根据耗散能的不同,碎石块度分布也呈现出明显的差异性。当耗散能由19.52 J增加至105.72 J时,矿岩的平均块度从27.98 mm降低至16.94 mm,分形维数提升了26.43%,表明耗散能越高,矿岩的宏观破碎程度越剧烈,破碎块度的数目越多,碎块粒径越小,均匀性越好;随着冲击荷载的增大,裂纹起裂时间缩短,拉伸裂纹数量占总裂纹数量的比重提高。FDEM数值计算方法的应用可为深入解析岩石断裂破坏特性提供新的思路。 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆 含铜矿岩 破碎块度 分形维数 能量耗散 有限离散元

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起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响 被引量：13

2

作者 李洪伟 雷战 +2 位作者 刘伟 江向阳 王贵 《工程爆破》 CSCD 2019年第5期28-34,共7页

为提高炸药的能量利用率,改善岩石爆破的破碎效果,以及在柱状装药条件下选择最佳的起爆方式,通过单炮孔混凝土爆破实验研究了不同起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响。对不同起爆方式下岩石的裂纹扩展和破碎效果进行了分析,并利用有... 为提高炸药的能量利用率,改善岩石爆破的破碎效果,以及在柱状装药条件下选择最佳的起爆方式,通过单炮孔混凝土爆破实验研究了不同起爆方式对岩石柱状装药爆破作用的影响。对不同起爆方式下岩石的裂纹扩展和破碎效果进行了分析,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立单炮孔岩石爆破损伤模型,对不同起爆方式下岩石损伤过程进行了数值模拟。其结果表明:不同起爆方式对岩石爆破破碎作用影响较大,反向起爆相对于正向起爆和炮孔中部起爆在岩石表面产生的裂纹条数更多,裂纹扩展速度更快,岩石破碎程度更好;数值模拟结果和实验结果具有较好的吻合性,对起爆技术的改进和起爆方式在工程应用上的选择具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 起爆方式 数值模拟 爆腔 裂纹扩展 岩石损伤 柱状装药

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复杂环境下11层框架楼房拆除爆破 被引量：15

3

作者 葛勇 汪旭光 魏格平 《工程爆破》 北大核心 2014年第3期13-15,49,共4页

介绍了复杂环境下47.1m高楼定向拆除爆破的工程实例。结合待爆楼房结构特点和周围环境制定了爆破方案。对前厅墙体、立柱和2～4层楼梯、电梯进行局部预拆除,采用三角形爆破切口和＂大把抓＂与四通结合的复式交叉爆破网路,并通过采用延... 介绍了复杂环境下47.1m高楼定向拆除爆破的工程实例。结合待爆楼房结构特点和周围环境制定了爆破方案。对前厅墙体、立柱和2～4层楼梯、电梯进行局部预拆除,采用三角形爆破切口和＂大把抓＂与四通结合的复式交叉爆破网路,并通过采用延时起爆技术、铺设沙袋以及开挖减振沟等措施,显著降低了爆破振动和塌落振动,取得了理想的爆破效果,可为此类复杂环境下的高楼拆除爆破提供参考。 展开更多

关键词 复杂环境 拆除爆破 安全防护

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基于PCA-GA-SVM的露天矿爆破振动速度预测模型研究 被引量：19

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作者 岳中文 吴羽霄 +3 位作者 魏正 王贵 王渊 李鑫 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2021年第4期22-28,39,共8页

露天矿爆破振动速度受很多因素的影响,传统的经验公式和单一的神经网络模型无法满足现代爆破安全的要求。为提高预测爆破振动速度的精度,利用主成分分析(PCA)提取4个影响爆破振动速度的主成分作为模型的输入变量;结合遗传算法(GA)寻优... 露天矿爆破振动速度受很多因素的影响,传统的经验公式和单一的神经网络模型无法满足现代爆破安全的要求。为提高预测爆破振动速度的精度,利用主成分分析(PCA)提取4个影响爆破振动速度的主成分作为模型的输入变量;结合遗传算法(GA)寻优获得支持向量机(SVM)惩罚系数c和核函数参数g为1.8991和1.9712,建立了基于PCA-GA-SVM的露天矿爆破振动速度预测模型,并成功应用于现场爆破工程。结果表明:该模型的平均相对误差为14.60%,建模时间为3.12 s,均方误差为0.1315,与BP神经网络、传统SVM和GA-SVM对比,此模型具有更快的收敛速度和更高的准确率,为多因素影响下爆破振动速度预测提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 爆破振动速度 主成分分析 支持向量机 遗传算法 预测

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基于PSO-LSSVM模型的露天矿爆破振动效应预测 被引量：13

5

作者 岳中文 吴羽霄 +4 位作者 魏正 王贵 王渊 李鑫 周奕硕 《工程爆破》 CSCD 2020年第6期1-8,共8页

为寻找一种适合露天矿爆破振动效应的预测模型,结合内蒙古康宁爆破公司德隆和华武煤矿爆破工程的50组实测数据,建立最小二乘支持向量机(LSSVM)模型分别对爆破峰值振动速度v和振动主频f两个评价爆破振动效应的指标进行预测,并结合粒子群... 为寻找一种适合露天矿爆破振动效应的预测模型,结合内蒙古康宁爆破公司德隆和华武煤矿爆破工程的50组实测数据,建立最小二乘支持向量机(LSSVM)模型分别对爆破峰值振动速度v和振动主频f两个评价爆破振动效应的指标进行预测,并结合粒子群算法(PSO)寻优获得LSSVM中正则化参数γ和核函数宽度系数σ的最佳参数组合。结果表明:PSO-LSSVM模型对爆破峰值振动速度和振动主频预测的MRE为3.31%和6.38%,RMSE为0.98%和2.02%。与BP神经网络、LSSVM模型对比,此模型具有更好的泛化能力和更高的预测精度,为多因素影响下爆破振动效应预测提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 露天矿爆破 最小二乘支持向量机 粒子群算法 爆破振动效应 惯性权重因子

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基于EEMD-HHT法的露天矿山深孔爆破振动效应研究 被引量：8

6

作者 陈军凯 魏正 +2 位作者 郝向军 张小军 高文学 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第11期77-83,共7页

工程爆破在我国国民经济建设过程中发挥着重要的作用,但作为爆破有害效应之首的爆破振动是一个不可忽视的问题。为研究露天矿山深孔控制爆破“高程效应”“鞭梢效应”以及爆破振动波能量分布特征,依托星光露天矿山深孔控制爆破工程,通... 工程爆破在我国国民经济建设过程中发挥着重要的作用,但作为爆破有害效应之首的爆破振动是一个不可忽视的问题。为研究露天矿山深孔控制爆破“高程效应”“鞭梢效应”以及爆破振动波能量分布特征,依托星光露天矿山深孔控制爆破工程,通过现场爆破试验研究,提出了一种基于电子雷管精确延时与EEMD-HHT信号分析技术的爆破振动效应分析方法。研究表明:爆破振动速度总体呈现衰减趋势,存在高程放大效应,且具有明显的方向性,放大系数表现为垂向(Z方向)>径向(X方向)>切向(Y方向);同一高程,“鞭梢效应”现象明显,表现为台阶外缘附近岩体质点峰值振动速度大于内缘边坡坡脚处;爆破振动信号能量优势频段分布于10~50 Hz,并且以低频段为主,爆破振动波能量垂向(Z方向)>切向(Y方向)>径向(X方向)。通过对露天矿山深孔控制爆破振动效应的研究,降低了爆破振动对岩体扰动的影响,爆后边坡岩体稳定,轮廓清晰,破岩块度均匀,为类似工程提供了参考依据。 展开更多

关键词 爆破振动 深孔爆破 高程效应 鞭梢效应 精确延时

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义海木里露天煤矿冻土爆破实验研究 被引量：6

7

作者 魏格平 张士春 +2 位作者 于蒙洲 何建飞 郭志潭 《工程爆破》 2017年第4期1-5,20,共6页

为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做... 为确定适用于义海木里露天煤矿地区的冻土爆破参数,采用现场实验的方法,研究了钻孔设备的选择、炮孔防护方法、起爆器材和炸药的爆炸性能以及爆破参数之间的关系等。结果表明:钻孔设备宜选用阿特拉斯D9钻机或更先进的钻机;利用PVC管做防护器材,炮孔利用率提高20%以上;导爆管应提前泄压才能在高原环境下使用;采用药壶爆破实验评估炸药爆炸性能,结果显示乳化炸药的作功能力强于铵油炸药。得出适用于义海木里煤矿地区的冻土爆破参数:孔径为80~120mm,孔深不大于6m,孔距和排距的组合取(4~5)m×(2.5~3.5)m,炸药单耗为0.28~0.3kg/m^3,底盘抵抗线不宜超过2.8m,采用斜线起爆网路。 展开更多

关键词 露天煤矿 冻土爆破 钻孔设备 炮孔防护 起爆器材 爆破参数

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昊达露天煤矿台阶爆破振动影响因素及减振实验 被引量：6

8

作者 魏格平 原凯 +2 位作者 晏照钦 刘龙 段晓兵 《工程爆破》 2017年第5期33-37,共5页

为了探索复杂环境下大规模深孔台阶爆破振动的传播规律,以内蒙古昊达煤矿尾流土石方工程的爆破振动测试结果为例,利用灰色关联分析方法选取质点振动速度作为爆破振动灰色关联分析的因变量,选取孔深、单孔装药量、最大一段药量、爆心距... 为了探索复杂环境下大规模深孔台阶爆破振动的传播规律,以内蒙古昊达煤矿尾流土石方工程的爆破振动测试结果为例,利用灰色关联分析方法选取质点振动速度作为爆破振动灰色关联分析的因变量,选取孔深、单孔装药量、最大一段药量、爆心距以及爆破方向作为自变量确定了各影响因素的顺序,并进行了现场减振实验研究。研究结果表明,影响爆破振动各因素中的重要程度为:最大一段药量>单孔药量>爆心距>爆破方向>孔深;采取逐孔起爆、孔内分段爆破技术严格控制单段最大起爆药量,利用开挖减振沟、预裂缝以及调整爆破起爆方向等措施达到综合减振的效果。 展开更多

关键词 台阶爆破振动 影响因素 减振 灰色关联分析

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复杂环境下低层框架结构楼房拆除爆破 被引量：2

9

作者 王贵 王渊 +2 位作者 孙国利 马保才 魏正 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第4期68-72,119,共6页

画舫建筑为钢筋混凝土框架结构楼房,位于乌兰木伦湖景区的河道水面上。汛期来临,为保证河道畅通,鄂尔多斯市政府决定对其予以拆除。综合施工环境、楼房结构特征等情况,提出了定向倒塌、单向折叠、三角形切口的拆除爆破方案。采用可靠的... 画舫建筑为钢筋混凝土框架结构楼房,位于乌兰木伦湖景区的河道水面上。汛期来临,为保证河道畅通,鄂尔多斯市政府决定对其予以拆除。综合施工环境、楼房结构特征等情况,提出了定向倒塌、单向折叠、三角形切口的拆除爆破方案。采用可靠的爆破参数设计、合理的预处理、复式的起爆网路,成功地拆除了画舫建筑。爆后检查,楼房解体和破碎较为充分,同时爆破振动监测数据表明未对周边建筑物造成危害,取得了良好的爆破效果。画舫建筑的成功拆除对类似复杂环境下低层框架结构楼房拆除具有一定的工程借鉴意义。 展开更多

关键词 复杂环境 拆除爆破 框架结构 爆破振动

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煤矿采空区强制放顶爆破技术 被引量：3

10

作者 魏格平 路燕龙 +3 位作者 魏正 马保才 赵起 刘磊 《工程爆破》 2017年第3期10-14,共5页

为了研究采空区上方突发大面积的顶板垮落现象,结合昊达煤矿采空区顶板不能自然垮落且不具备良好作业条件的情况,提出了一种新的采空区顶板强制放顶方法——地表钻孔预留采空区顶板强制放顶爆破方法,包括采用3项关键技术:从地表向下垂... 为了研究采空区上方突发大面积的顶板垮落现象,结合昊达煤矿采空区顶板不能自然垮落且不具备良好作业条件的情况,提出了一种新的采空区顶板强制放顶方法——地表钻孔预留采空区顶板强制放顶爆破方法,包括采用3项关键技术:从地表向下垂直钻孔,不扩孔进行强制放顶爆破;采空区顶板预留的安全厚度由集中药包爆炸后内部作用裂隙区半径的计算公式算出;炮孔底部装填燃烧过的蜂窝煤碎渣且孔内分3段起爆,减少对炮孔底部岩石的破坏。工程实践证明,地表钻孔预留采空区顶板强制放顶爆破方法可有效预防采空区顶板大面积垮落,降低了人员作业风险,实现了煤矿安全生产。 展开更多

关键词 煤矿采空区 地表钻孔 强制放顶爆破 煤矿卸压 爆破技术

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耐热型铵油炸药的制备及性能 被引量：10

11

作者 刘伟 郭子如 +5 位作者 王洋 高中国 方琦 何志伟 宋家旺 刘锋 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期372-377,共6页

为了提高铵油炸药的耐热性,提高露天煤矿火区爆破的安全性和效率,利用C80微量量热仪和自研简易恒温大药量试验研究了A、B、C 3种添加剂对铵油炸药热稳定性的影响,通过爆速测试确定了耐热型铵油炸药配方。结果表明,纯铵油炸药活化能为188... 为了提高铵油炸药的耐热性,提高露天煤矿火区爆破的安全性和效率,利用C80微量量热仪和自研简易恒温大药量试验研究了A、B、C 3种添加剂对铵油炸药热稳定性的影响,通过爆速测试确定了耐热型铵油炸药配方。结果表明,纯铵油炸药活化能为188.93kJ/mol,含质量分数5%添加剂A、添加剂B、添加剂C的铵油炸药活化能分别为208.76、203.54和201.14kJ/mol,3种添加剂均可提高铵油炸药的耐热性,添加剂A对热分解的抑制效果最好;纯铵油炸药爆速为3522.5m/s,含质量分数5%添加剂A、添加剂B、添加剂C的铵油炸药爆速分别为3405.0、2142.5和2415.5m/s,添加剂A对铵油炸药爆炸性能影响最小。设计的一种新型的耐热型铵油炸药配方为:多孔粒状硝酸铵与柴油的质量比为94∶6,外加质量分数为5%~8%的添加剂A。耐热型铵油炸药在200~300℃的高温环境下具有高的热稳定性,并且在高温环境中经过较长时间仍能可靠使用,爆炸威力能够满足火区爆破的需求。 展开更多

关键词 爆炸力学 工业炸药 铵油炸药 ANFO 耐热性 火区爆破 热分解抑制剂

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基于热爆炸理论的铵油炸药高温炮孔耐热行为预测 被引量：2

12

作者 郭子如 杜宝强 +5 位作者 高中国 霍毅超 宋家旺 段晓兵 何志伟 刘锋 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2022年第1期107-112,共6页

针对目前露天煤矿高温爆破使用铵油炸药情况,为探究高温炮孔中铵油炸药热爆炸临界温度,通过C80微量量热仪对2种铵油炸药进行实验得到热分解动力学参数,运用Semenov与Frank-Kamenetskii热爆炸模型分别对2种炸药在孔深为6 m和10 m、孔径为... 针对目前露天煤矿高温爆破使用铵油炸药情况,为探究高温炮孔中铵油炸药热爆炸临界温度,通过C80微量量热仪对2种铵油炸药进行实验得到热分解动力学参数,运用Semenov与Frank-Kamenetskii热爆炸模型分别对2种炸药在孔深为6 m和10 m、孔径为90 mm和200 mm下进行了热爆炸临界理论计算,并且计算了2种炸药不同温度下的热爆炸延滞期。结果表明:添加5%(质量分数)甲酰胺的耐热型铵油炸药比普通型铵油炸药自加速分解温度SADT高出约60℃;SADT温度随着孔径的增大而下降,Semenov模型中下降了5℃左右,Frank-Kamenetskii模型对孔径的敏感度更高,下降了约10℃,且耐热铵油炸药具有更长的延滞期,其在露天煤矿火区爆破中具有较好的耐热预期。 展开更多

关键词 高温爆破 热爆炸 铵油炸药 延滞期 自加速分解温度

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不耦合装药对炸药能量利用率影响的实验研究 被引量：20

13

作者 岳中文 胡晓冰 +4 位作者 陈志远 魏格平 魏正 于蒙洲 宋家旺 《爆破》 CSCD 北大核心 2020年第3期34-39,共6页

通过实验室实验以及数值模拟的方法,对不同不耦合系数装药下炸药在混凝土模型中爆炸所产生的爆破漏斗进行对比分析。得到在相同装药量情况下,不耦合系数分别为1.0、1.4和1.8时,爆破振速的衰减速度随着不耦合系数的增大呈现先减小后增大... 通过实验室实验以及数值模拟的方法,对不同不耦合系数装药下炸药在混凝土模型中爆炸所产生的爆破漏斗进行对比分析。得到在相同装药量情况下,不耦合系数分别为1.0、1.4和1.8时,爆破振速的衰减速度随着不耦合系数的增大呈现先减小后增大的趋势,爆破漏斗的体积随着不耦合系数的增大同样呈现先减小后增大的趋势。通过对爆破后粉碎区大小以及炸药爆炸所引起的爆破振动进行比较,发现存在一个最佳不耦合系数使得炸药的能量能够更加充分的利用,提高炸药爆炸时的能量利用率。 展开更多

关键词 不耦合装药 能量利用率 爆破振动 爆破漏斗 数值模拟

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内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响 被引量：3

14

作者 刘锋 何祥 +2 位作者 吴攀宇 王贵 魏国 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期825-833,I0002,共10页

通过光学显微镜、激光粒度仪、测时仪法和铅柱压缩法测试了不同转速制备的现场混装乳化炸药样品的微观结构、内相粒径分布、爆速和猛度,采用理论计算与实验测试相结合的方法,研究内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响。结果表明,... 通过光学显微镜、激光粒度仪、测时仪法和铅柱压缩法测试了不同转速制备的现场混装乳化炸药样品的微观结构、内相粒径分布、爆速和猛度,采用理论计算与实验测试相结合的方法,研究内相粒径对现场混装乳化炸药爆炸性能的影响。结果表明,对于相同敏化剂含量的现场混装乳化炸药,其密度、爆速和猛度均随着炸药样品内相粒径的增大而减小;在炸药内相粒径由14.01μm减至4.99μm且敏化剂质量分数由0.9%减至0.3%的过程中,爆速由3450 m/s增至3981 m/s,最大爆速为最小爆速的1.15倍,猛度由6.22 mm增至13.63 mm,最大猛度为最小猛度的2.19倍。基于本实验条件,应合理控制现场混装乳化炸药的内相粒径及敏化剂含量,以确保现场混装乳化炸药具有良好的爆炸性能。 展开更多

关键词 爆炸力学 现场混装乳化炸药 爆速 猛度 内相粒径

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基于数字图像相关方法的导爆管爆速测试研究 被引量：3

15

作者 崔新男 宋家旺 +2 位作者 王尹军 陈志远 汪旭光 《爆破》 CSCD 北大核心 2020年第1期113-118,共6页

高速摄影机为导爆管传爆特性研究提供了一种有效工具,但传统方法采用人工处理图像,测量结果受主观影响较大。因此,提出了一种基于数字图像相关方法的导爆管爆速测试方法。采用高速摄影机拍摄导爆管传爆过程图像序列并进行预处理。分别... 高速摄影机为导爆管传爆特性研究提供了一种有效工具,但传统方法采用人工处理图像,测量结果受主观影响较大。因此,提出了一种基于数字图像相关方法的导爆管爆速测试方法。采用高速摄影机拍摄导爆管传爆过程图像序列并进行预处理。分别从爆轰波成长区和稳定区图像中选取波头图像模板,依据数字图像相关原理将模板与后续图像进行相关匹配以确定图像序列中波头的坐标,进而计算爆速和成长区间。采用折返式布线,布置4.5 m导爆管,观测到了导爆管内爆轰波全长。结果表明导爆管稳定爆速为1700~1800 m/s,在拐弯处降至1600~1700 m/s,成长区间为32~41 cm。同时探讨了导爆管内爆轰波模型,依据灰度值高低将爆轰波划分为有效反应区和产物膨胀区,长度分别为31.92 cm和1.05 m。 展开更多

关键词 数字图像相关 导爆管 爆速测试 成长区间 爆轰波模型

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