基于有限元法的破冰弹头对海冰侵彻作用研究

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作者 孟强 张宇庭 +1 位作者 张婷婷 常恒瑞 《科技创新与应用》 2024年第12期67-70,共4页

针对环渤海地区的冬季海冰灾害,现有的破冰方法并不理想,破冰船破冰效率低,小吨位船舶在破冰后仍无法自行出入港口,炮弹炸冰危险性大,且受到作业条件的限制大。该文设计一种可以用于高厚度海冰的新型破冰弹头,通过建立新型破冰弹头几何... 针对环渤海地区的冬季海冰灾害,现有的破冰方法并不理想,破冰船破冰效率低,小吨位船舶在破冰后仍无法自行出入港口,炮弹炸冰危险性大,且受到作业条件的限制大。该文设计一种可以用于高厚度海冰的新型破冰弹头,通过建立新型破冰弹头几何模型,添加各向异性材料模型-海冰及Johnon失效准则,利用Autodyn显示动力学软件对其进行海冰的侵彻模拟,通过分析海冰的应力应变曲线以及损伤云图得出,新型弹头模拟侵彻海冰过程中,初生裂纹可以有效帮助爆破二次启动。 展开更多

关键词 海冰 Autodyn 侵彻模拟 有限元法 破冰弹头

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基于有限元算法的水下冰凌爆破数值模拟研究

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作者 常恒瑞 孟强 +1 位作者 张宇庭 张婷婷 《中国高新科技》 2024年第14期27-29,共3页

为了研究炸药水下爆破对海冰的破坏作用,文章运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立水下冰凌爆破的二维数值仿真模型,考虑在相同爆距的情况下,对不同装药半径的水下冰凌爆破效果进行分析,研究其破坏规律,分别得出对海冰压力时程曲线图、... 为了研究炸药水下爆破对海冰的破坏作用,文章运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立水下冰凌爆破的二维数值仿真模型,考虑在相同爆距的情况下,对不同装药半径的水下冰凌爆破效果进行分析,研究其破坏规律,分别得出对海冰压力时程曲线图、海冰位移曲线图。结果表明,冰层破坏直径与冰层破坏后抬升高度整体与装药直径呈正相关,从冲击动力学角度上观察,在炸药膨胀产生的冲击波和气泡脉动的共同作用下对冰层整体的爆破效果较好,研究内容可以为岸冰爆破工程提供参考。 展开更多

关键词 数值分析 海冰 LS-DYNA 爆破工程

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钻孔摄像技术在千山石灰岩露天矿的应用

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作者 郭大超 谢科尧 +3 位作者 杨巍 姚毅 于海航 刘光硕 《现代矿业》 2025年第2期193-196,共4页

为探究钻孔摄像技术在露天矿钻孔爆破环节应用的可行性,以辽阳千山石灰岩露天矿为研究对象,采用TS-C1201H型钻孔成像分析仪对矿区东侧198平台实施钻孔窥视作业,从窥视效果、作业效率、人力投入3个方面进行应用情况分析。结果表明,窥视... 为探究钻孔摄像技术在露天矿钻孔爆破环节应用的可行性,以辽阳千山石灰岩露天矿为研究对象,采用TS-C1201H型钻孔成像分析仪对矿区东侧198平台实施钻孔窥视作业,从窥视效果、作业效率、人力投入3个方面进行应用情况分析。结果表明,窥视图像能直观反映岩体结构特征,但窥视效果受到排尘状况与炮孔静置时间的影响;窥孔时间与炮孔深度、孔内破碎程度相关,炮孔静置时间宜大于30 min,作业人数宜为2人;以深度18 m的炮孔为例,总作业时间可控制在20 min以内,可为露天矿待爆区的地质勘探提供一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 露天矿山 钻孔摄像 岩体结构

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露天潜孔钻机随钻测量系统研发与应用研究 被引量：3

4

作者 侯仕军 丁伟捷 +3 位作者 田帅康 梁书锋 刘殿书 郭大超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1509-1515,共7页

露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据... 露天采矿随钻测量技术研究目前尚处于初期阶段,研发随钻参数测量系统是实现随钻测量技术服务于采矿工程行业的首要任务。基于TAIYE-390-Ⅱ潜孔钻机工作原理,确定了随钻参数,提出了一套通用的测量方法,并研发了测量装置。装置主要由数据采集系统、数据转换系统和数据处理系统组成,可实现对钻进时间、钻进深度、钻进速度、钻杆轴压、回转力矩、回转速度、冲击风压和冲击风量等参数的实时准确测量、采集、计算、存储、显示和远程传输。结合某石灰岩矿钻孔数据,提出了一种反映岩性变化的数据整合方法,并借助钻孔成像试验分析了随钻测量技术在岩体结构面识别中的可行性。结果表明钻进速度和回转力矩对岩体结构响应最为灵敏,冲击风量和冲击风压在钻凿含孔洞的破碎岩体时表现突出,而钻杆轴压和回转速度在岩体结构识别中作用较小。研究成果在潜孔钻机随钻测量系统研发和随钻岩性识别等方面具有重要的理论意义和应用价值。 展开更多

关键词 随钻测量 潜孔钻机 系统研发 岩体结构 炮孔成像

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基于无人机巡检技术的海冰厚度探测方法 被引量：1

5

作者 孟强 张宇庭 +1 位作者 张婷婷 陈加伟 《科学技术创新》 2024年第7期201-204,共4页

为保障海冰爆破效果,需在开展破冰任务前对作业区域进行海冰厚度探测。无人机巡检技术因操作简单、便捷、高效的特点,被广泛应用于铁路工程、输电线路工程、风电设施工程等领域。本文介绍了一种无人机挂载巡检设备的海冰厚度探测方法,... 为保障海冰爆破效果,需在开展破冰任务前对作业区域进行海冰厚度探测。无人机巡检技术因操作简单、便捷、高效的特点,被广泛应用于铁路工程、输电线路工程、风电设施工程等领域。本文介绍了一种无人机挂载巡检设备的海冰厚度探测方法,通过对无人机勘测所得图像、坐标、冰层厚度等数据进行分析和汇总,应用三维建模方法将所得数据与模型融合,建立起海冰厚度三维模型,为后期海冰爆破研究提供理论支持。 展开更多

关键词 无人机 海冰厚度 三维建模

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台阶爆破孔间延时时间优化模拟实验研究

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作者 孙增 崔峻语 +3 位作者 韩文松 宫伟 张胜彬 蒋南洋 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期74-81,103,共9页

为探究露天台阶爆破工程中孔间延时时间对爆破效果的影响规律,基于应力波与爆生气体共同作用理论,通过Ansys/LS-Dyna软件建立双炮孔三维实体模型,对比不同孔间延时时间下岩体应力、动能及破碎形态的变化规律,探讨了延时时间与岩体爆破... 为探究露天台阶爆破工程中孔间延时时间对爆破效果的影响规律,基于应力波与爆生气体共同作用理论,通过Ansys/LS-Dyna软件建立双炮孔三维实体模型,对比不同孔间延时时间下岩体应力、动能及破碎形态的变化规律,探讨了延时时间与岩体爆破破碎效果之间的关系,引入岩体完整性系数对延时时间的选取方法进行优化,并进行了现场试验验证。结果表明:孔间延时时间过小及过大,均不利于爆破能量的充分利用,存在一个爆破效果最优的孔间延时时间;数值模拟与理论计算得到的合理孔间延时时间基本相符,结合现场试验的岩体完整性表现,修正后的延时时间选取方法具有较好的适用性,在现场爆破参数优化调整后,爆破大块率降低了50%以上,为现场合理延时时间的确定提供了技术支持。 展开更多

关键词 台阶爆破 数值模拟 延时爆破 爆破损伤

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深部开采过程中隔离矿柱承载机理及厚度优化 被引量：12

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作者 王文军 李家树 +2 位作者 徐帅 吴超 于清军 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第8期38-43,共6页

深部开采是未来矿产资源开采的必然趋势。深部开采过程中高地应力极易诱发岩爆、大变形、大体积塌方等工程灾害。浅部开采形成了大量采空区、甚至地表塌陷等严重影响着深部资源安全开采。以某铅锌矿浅部开采存在大量采空区、地表已经出... 深部开采是未来矿产资源开采的必然趋势。深部开采过程中高地应力极易诱发岩爆、大变形、大体积塌方等工程灾害。浅部开采形成了大量采空区、甚至地表塌陷等严重影响着深部资源安全开采。以某铅锌矿浅部开采存在大量采空区、地表已经出现塌陷以及深部存在大量矿体为背景,提出在采空区下方预留原岩隔离矿柱来隔离浅部与深部开采,保证深部采矿方法转换,实现深部资源安全开采。借助理论分析、数值模拟,开展原岩矿柱厚度计算,结果表明25 m厚的原岩隔离矿柱满足安全需求。通过相似材料物理仿真实验和利用梯度加载的方式,实现原岩隔离矿柱作用机制分析,揭示了原岩隔离矿柱承载作用。研究成果可以为类似矿山深部矿体安全高效开采提供有益的借鉴。 展开更多

关键词 深部开采 原岩隔离矿柱 承载机理 厚度优化

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露天矿深孔台阶爆破间隔装药爆破试验研究 被引量：7

8

作者 金鑫 高佳明 +2 位作者 苏宏伟 陈化南 毕京九 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第2期43-48,共6页

基于吉朗德露天煤矿现场实际生产研究空气间隔装药爆破技术的应用,明确两点试验意义:一是“降本增效”,二是“控制爆破块度”,采用三组正交试验来对空气间隔爆破技术的应用效果进行评价。运用照片摄影法来识别爆后块度分布,首先参考相... 基于吉朗德露天煤矿现场实际生产研究空气间隔装药爆破技术的应用,明确两点试验意义:一是“降本增效”,二是“控制爆破块度”,采用三组正交试验来对空气间隔爆破技术的应用效果进行评价。运用照片摄影法来识别爆后块度分布,首先参考相关文献优化设计matlab程序将块度图像处理为块度分布数据,其次将数据导入Origin软件生成块度分布曲线评价爆破效果。试验结果为间隔17.3%爆破块度分布接近连续装药爆破,得出结论1:空气间隔高度并非越低越好,而是存在一个合理间隔高度,即在合理间隔高度爆破后的效果可以达到连续装药爆破的效果,符合企业降本增效的目的。运用块度级配评价方法分析不同装药爆破效果的均匀性,首先将块度分布数据导入Origin软件拟合为爆破块度级配曲线,其次参考相关文献总结五个块度评价指标。分析结果为爆破块度均匀性优劣:连续装药>间隔17.3%>间隔11.5%,得出结论2:可以通过中部空气间隔装药技术控制减少装药量使得爆破效果接近传统的连续装药,达到控制爆破块度的目的。 展开更多

关键词 露天爆破 空气间隔装药 块度控制

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改进的局部均值分解法在爆破振动去噪中的应用 被引量：3

9

作者 郭航伸 郭连军 +2 位作者 杨巍 潘博 徐振洋 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2021年第6期32-38,共7页

为了解决爆破振动信号的处理精度极易受到噪声信号的干扰的问题,在局部均值分解法(LMD)和总体平均局部均值分解法(ELMD)的基础上,提出了利用自适应互补集合局部均值分解方法(CELMDAN)分解原始信号,然后采用小波阈值法对获得的乘积函数(... 为了解决爆破振动信号的处理精度极易受到噪声信号的干扰的问题,在局部均值分解法(LMD)和总体平均局部均值分解法(ELMD)的基础上,提出了利用自适应互补集合局部均值分解方法(CELMDAN)分解原始信号,然后采用小波阈值法对获得的乘积函数(PF)分量进行去噪,提高了爆破振动信号去噪的精度。结果表明CELMDAN-WT方法有效地识别破振动信号中的噪声信号,实现了信号与噪声的分离,具有良好的自适应性,在爆破信号去噪中有良好的效果。 展开更多

关键词 爆破振动 信号 去噪 局部均值分解

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玉龙露天铜矿高原冻土层大爆区精细化爆破技术 被引量：5

10

作者 陈化南 孟凡宝 +1 位作者 张亚洲 白林 《现代矿业》 CAS 2022年第2期101-103,共3页

为解决高原高寒地区冻土、冻孔等因素对大爆区爆破效果的影响,提出了在2排主炮孔之间穿插浅孔辅助爆破技术,采用复式微差起爆网路,结合精细化爆破理念,制定了大爆区爆破方案,并进行现场试验。结果表明,运用该技术方案后,爆堆前冲距离约... 为解决高原高寒地区冻土、冻孔等因素对大爆区爆破效果的影响,提出了在2排主炮孔之间穿插浅孔辅助爆破技术,采用复式微差起爆网路,结合精细化爆破理念,制定了大爆区爆破方案,并进行现场试验。结果表明,运用该技术方案后,爆堆前冲距离约为20 m,爆区塌落线深度约5 m,爆堆内部松散性较好,大块率与根底率低,铲装效率高,取得了良好的爆破效果。 展开更多

关键词 高原冻土层 大爆区 精细化爆破

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基于无人机的大型爆破作业智能监测发展 被引量：1

11

作者 何茂林 胡智航 +2 位作者 郭航伸 付小丹 白爽 《现代矿业》 CAS 2023年第2期250-253,共4页

随着集成监测设备的无人机在爆破作业监测中应用,爆破监测模式发生了巨大改变,无人机监测的优势逐渐显著。从数据处理、爆破效果分析、工程设备疏导、灾害分析与报警4个方面,本研究梳理分析了集成监测设备的无人机在矿山爆破中的应用现... 随着集成监测设备的无人机在爆破作业监测中应用,爆破监测模式发生了巨大改变,无人机监测的优势逐渐显著。从数据处理、爆破效果分析、工程设备疏导、灾害分析与报警4个方面,本研究梳理分析了集成监测设备的无人机在矿山爆破中的应用现状和发展。基于无人机的大型爆破作业智能监测技术的发展取决于数据处理系统及网络平台的功能升级;重点发展方向是能够完成高精度矿山三维地貌的构建,搭载网络平台完成工程设备的运转与人员调动,实现对矿山大型爆破作业安全、高效地监管。 展开更多

关键词 工程爆破 智能监测 爆破效果 无人机

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森林火灾中高空投掷式灭火弹土中爆炸效果试验研究 被引量：3

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作者 胡智航 孟强 +1 位作者 白爽 杨狄 《中国高新科技》 2022年第20期143-145,共3页

文章为研究森林火灾中灭火弹不同初始条件爆炸成坑大小的影响,运用Autodyn仿真软件建立SPH-FEM数值模型,模拟灭火弹侵彻土体爆炸的过程。建立了3种投弹高度的重力侵彻模型,研究弹体重力侵彻土壤作用过程,分析投弹高度对重力侵入深度的... 文章为研究森林火灾中灭火弹不同初始条件爆炸成坑大小的影响,运用Autodyn仿真软件建立SPH-FEM数值模型,模拟灭火弹侵彻土体爆炸的过程。建立了3种投弹高度的重力侵彻模型,研究弹体重力侵彻土壤作用过程,分析投弹高度对重力侵入深度的影响规律,并进行现场试验,对比研究不同灭火弹的爆炸效果。 展开更多

关键词 重力侵彻 数值模拟 现场试验 鼓包抛掷

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露天矿山爆破施工现场人员监管系统研究 被引量：2

13

作者 白爽 杨巍 +1 位作者 陈伟华 白宇 《世界有色金属》 2021年第12期106-107,共2页

为进一步提升矿山爆破区域作业人员安全系数,保障爆破生产能力,建立了爆区工作人员定位管理系统。该系统以LoRa通讯技术和4G通讯网关作为通讯平台,结合无人机人员定位技术,集成开发了爆破现场人员识别系统、人员活动范围监管系统和爆破... 为进一步提升矿山爆破区域作业人员安全系数,保障爆破生产能力,建立了爆区工作人员定位管理系统。该系统以LoRa通讯技术和4G通讯网关作为通讯平台,结合无人机人员定位技术,集成开发了爆破现场人员识别系统、人员活动范围监管系统和爆破警戒预警系统,实现了不同地区、不同时间段、不同环境条件下爆区工作人员身份信息、行动轨迹等数据的实时动态获取和共享。通过使用爆区工作人员定位管理系统,有效地提升了爆破作业信息传输能力和人员定位信息监管效率,促进了矿山安全管理的智能化。 展开更多

关键词 爆破施工 定位系统 爆破区域 警戒预警

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基于Weibull分布页岩围压下的动态损伤本构模型研究

14

作者 白宇 赵康朴 +3 位作者 刘依 胡智航 白爽 杨巍 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第6期61-67,99,共8页

采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和被动围压套筒装置,研究了页岩在不同围压条件下的冲击压缩力学性能。试验结果表明:在无围压条件下,页岩试件强度具有显著的应变率相关性,页岩动态抗压强度随应变率提高而提高;被动围压的加载作用显著提... 采用分离式霍普金森压杆(SHPB)和被动围压套筒装置,研究了页岩在不同围压条件下的冲击压缩力学性能。试验结果表明:在无围压条件下,页岩试件强度具有显著的应变率相关性,页岩动态抗压强度随应变率提高而提高;被动围压的加载作用显著提高了页岩试件的完整性,页岩试件的离散性减弱,页岩表现出显著的均质岩体特征。建立了基于Weibull分布的页岩动态损伤本构模型,并通过试验结果计算了不同应变率下的Weibull分布参数;将试验所得围压变化曲线代入到本构模型中,比较验证了无围压和变围压条件下的动态损伤统计本构模型适用性和合理性,验证发现,模型曲线与试验曲线相吻合,在变围压条件下本文所构建的本构模型依然适用,可为页岩气开发过程中的工程模拟提供一定的参考。 展开更多

关键词 页岩 被动围压 WEIBULL分布 动态损伤本构模型 SHPB

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