1 光面爆破中不偶合作用分析 已经打印
隧道光面爆破不耦合系数优化研究
隧道光面爆破不耦合系数优化研究孙晓飞陆吉江(中交路桥华南工程有限公司,广东中山528403)重阳2号隧道位于安徽省池州市石台县境内。
全长2678米,隧道主要穿越黏土、全-强~中风化花岗岩、中风化砂岩、碳质页岩、页岩、灰岩等地层,隧道多处发育断层破碎带。
洞身中部最大埋深约650m,地应力极高。
区段1-7(K31+414~K34+050,ZK31+397~ZK34+030)岩性均为花岗岩,但风化程度随着掘进深度变弱,区段8-12岩性均为沉积岩石灰岩、泥岩及砂岩,两段之间有大型断层存在。
重阳2号隧道的地质特点是围岩岩性变化较大,裂隙较为发育,围岩的整体稳定性较差。
因此为了减少隧道超挖及围岩的爆破损伤,拟采用光面爆破[1,2]。
本文结合有限元数值模拟软件,通过对周边孔爆破参数进行优化,最大程度地降低周边孔爆破荷载对保留岩体造成的损伤和破碎,减低爆破粉尘,使隧道钻爆法施工更加高效、安全和经济,并为类似工程提供参考和理论基础。
崔年生,王和平,朱必勇等[3-8]通过数值模拟的方法,以岩石单元应力值峰值大小作为判据,来确定最佳不耦合系数,然而此过程中并没有考虑爆生气体的作用;彭张林,林英松等[9-11]通过计算炮孔尖端应力强度因子,施加一定爆破荷载的方法,研究爆生气体对岩体的破坏,通过施加荷载的方法则无法体现实际的爆轰过程;孙可明,黄晓实等[12-14]模拟验证了CO 2爆破中气体的作用过程;陈庆凯等[15-17]对预裂成缝机理做了理论和模拟研究;俞海玲[18]模拟了高压气体对钻孔围岩的预裂作用,以及在煤体有无初始裂隙条件下,高压气体对裂隙扩展的影响。
本文基于数值模拟技术,对应力波和爆生气体的作用机理进行验证和不同不耦合装药系数模拟工况进行了模拟分析,确定了最佳预裂爆破参数,为实际工程中预裂爆破的参数优化提供了依据和途径。
1材料本构模型及参数选择1.1岩石物理力学参数根据凤凰山石灰岩矿区地质资料来确定了相应的参数。
不耦合系数
不耦合装药
是指药包表面与炮眼孔壁之间保留一定间隙的装药方式。
间隙是一般为空气,也可填入矿粉、石粉或水等。
不耦合装药是实现光面爆破的主要措施之一。
为了从理论上分析不耦合装药的作用,本文对不耦合值等于1和不耦合值等于1.5两种情况进行了理论计算。
计算结果表明,不耦合装药能有效地降低爆生气体的逃逸速度,能大幅度地降低爆炸作用在炮孔壁上的初压和最高压,降低压力的衰减速度,使压力曲线变得平缓。
也就是降低了炸药爆炸的冲击作用。
相应地提高了静压作用的比例。
不耦合装药的这些效果对光面爆破十分有利。
所以,作者认为应大力推行不耦合装药。
不耦合系数
不耦合系数:爆破术语
在控制爆破中是一个很重要的参数。
主要用于预裂爆破与光面爆破。
定义:炮孔直径与药包直径之比.
用途:保护爆破的完整度,以防龟裂与减少裂隙,保持岩体稳定性。
用在预裂孔或周边眼内。
一般取值范围为1.0~2.0,在孔距较小情况下一般取大值。
在岩石抗压强度较大时,一般取小值。
井巷光面爆破主要参数及效果分析
井巷光面爆破主要参数及效果分析在井巷工程开挖过程中,为了保持巷道围岩的稳定,减少支护作业工程量,加快施工进度,常采用光面爆破。
实际爆破设计与施工中未考虑爆破对岩石的损伤,使岩石的力学参数发生变化,出现超挖或产生大量的爆震裂隙。
为控制开挖质量,减少爆震裂隙,并把爆破对围岩的损伤控制在最小范围,探讨了光面爆破主要参数与爆破效果的关系。
一、光面爆破技术光面爆破技术,通过科学设计爆破参数、合理布置炮孔位置、有效控制炮眼装药量(选用低密质和)、低爆速炸药采用不耦合装药的基础上,合理地利用炸药能量,使爆破后留下的巷道轮廓较为平滑,通常可在新的巷道壁面上残留清晰可见的钻孔壁痕迹。
光面爆破能降低爆破对围岩的损伤,使巷道产生很少的爆震裂隙,保持巷道围岩的强度和完整性,使巷道成型规整,尺寸符合设计要求,减少超挖或欠控,达到优质安全的目的。
光面爆破与普通爆破相比减少超挖率15%~25%,能节省大量材料,提高工程质量,减少提井、装运费用,实现优质高效。
二、光面爆破主要参数为获得良好的光面爆破效果,除了选择低密度、低爆速、高体积威力的炸药外,对光爆参数的合理选择也非常重要。
主要参数有:不耦合系数、炮眼间距、炮眼密集系数、炮眼装药密度、装药量、起爆间隔时间、堵塞长度与起爆顺序等。
1.不耦合系数不耦合系数是炮眼直经与药卷直径之比,实际生产中不耦合系数应根据钻孔施工质量、地质条件等因素综合考虑确定,一般不耦合系数选取应使爆破后炮孔内压力低于岩壁抗压强度,高于抗拉强度,不耦合系数增大使爆轰波压缩传送作用时间延长,炮孔壁的切向应力下降,起到缓冲、减少孔壁损伤破碎。
岩石极限抗拉强度与抗压强度为1/10~1/40时,通常在1.2~1.68选取。
2.炮眼间距炮孔间的贯通是通过拉应力来实现的,为保证相邻炮孔之间顺利贯通,炮孔间连线上每一点的切向拉应力均不能小于围岩的抗拉强度。
如果孔距选择过小,由于相邻两孔起爆时差的存在,容易出现“空孔效应”即其中一个孔由于先爆而使应力集,中,产生的裂纹可能使保留岩体出现压碎现象,而且容易出现大块。
光面爆破参数的理论计算
一、光面爆破参数的理论计算1、装药不藕合系数。
不藕合装药的目的是为了降低作用于破孔壁上的爆炸压力。
要求作用在破孔壁上的压力应小于岩石的抗压强度σ1,但大于岩石的抗拉强度σ2,通常以下式为计算原则:Ρ≤Kb*σ1式中P-----爆炸作用于破孔壁上的压力(MPa);Kb——体积应力状态下的岩石强度提高系数,Kb=10。
对沿炮孔全长的不藕合装药,有:P=ρD(dc/d)n/8式中ρ——炸药密度(kg/m)D——炸药爆速(m/s)dc和d——装药直径和炮孔直径(cm)n——爆炸冲击波冲击炮孔壁引起的压力增大系数,一般取8~11。
由上式,装药不耦合系数Kd为Kd=dc/d≥(nρD/8Kσ1)2、装药系数。
当采用空气柱间隔装药时,炮孔装药量由装药系数决定。
取空气柱间隔装药作用于炮孔壁上压力为P =ρD(dc/d)(Lc/(Lc+La) n/8式中Lc、La ——装药长度和空气柱长度L为炮孔长度L= Lc+La,由上可得装药系数l=Lc/L≤(8Kσ1/nρD)*(d/dc)因而炮孔装药线密度q=π/4*ρd Kd l二、隧道掘进施工隧道掘进施工的方法有全断面一次施工、台阶式施工、导坑式施工等,一般优选前两种。
以水平隧道为例,掘进工作面布置炮眼按作用不同分为三种:掏操孔、崩落孔和周边孔1、掏槽孔装药量计算1)斜孔掏槽的装药量计算每个掏槽孔装药量Q(kg) 与掏槽爆破的体积成正比Q=qV/n式中q——掏槽爆破岩石单位体积炸药消耗量(查表可知)V——槽腔体积n——斜孔掏槽炮眼数2)平行直孔掏槽装药量平行直孔掏槽炮孔朝向一个空孔时,其装药密度q取决于空孔直径d和装药炮孔距空孔的距离a,其经验公式为q=1.5*10(a/d)(a-d/2)3按装药系数确定直孔掏槽的炮孔装药量每个炮孔装药量Q=ηLq式中L ——炮孔深度η——炮孔装药系数 见表1-1q ——装药密度 见表1-2表1-1 炮孔装药系数表1-2 装药密度q三、井巷掘进爆破参数 1、单位炸药消耗量经验公式:q=(Kf )e/s d ,kg/m 式中K ——常数,对平巷0.25~0.35 f ——岩石坚固性系数s ——断面影响系数,s=断面积/5d ——药卷直径影响系数,d=药卷直径/32e ——炸药爆力影响系数,e=320/炸药爆力 每次爆破所需炸药量Q=qV=qSLη 式中η——炮眼利用率(0.8~0.95)。
光面爆破不耦合系数的初步研究
(S c h o o l o fE n e r g y a n d E n v i r o n m e n t , X i h u a 0 0 3 9 C h i n a )
Ab s t r a c t : As a p r o f i l e c o n t r o l b l a s t i n g t e c h n o l o g y, s mo o t h b l a s t i n g i s wi d e l y u s e d i n c o n s e r v a n c y e n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n .T h e d i — a me t e r o f h o l e s ,t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e m ,t h e d e n s i t y o f e x p l o s i v e i f l l i n g me d i c i n e a n d t h e d e c o u p l i n g c o e f f i c i e n t a r e t h e i mp o r t a n t
中部空气间隔装药结构不耦合状态光面爆破效果研究
光面爆破工艺中,空气柱长度是空气间隔装药的 关键参数,其合理与否直接影响光面爆破效果,空气柱 过长,会失去空气间隔装药作为均衡孔壁压力的价值, 致使孔口、空气柱中部出现“ 挂门帘” 的现象;空气柱 过短,可能造成孔内能量的过度集中,使得装药段附近 岩层过度破碎。 同时,空气柱长度也将影响空气间隔 装药结构的选取。 当空气柱较短时,可对炸药少分或 不分段,选用相对简单的装药结构;当空气柱较长时, 应对炸药分成若干段,选用相对复杂的装药结构。 因 此,确定合理的空气柱长度( 不耦合系数) 在光面爆破 的进程中显得尤为重要。
摘 要: 分析了 5 种中部空气间隔装药不耦合状态的光爆效果,运用 ANSYS / LS⁃DYNA 软件针对 5 种不同的不耦合系数分别建立
了 5 种不同空气柱长度的数值模型,比较相邻周边孔 1 / 2 孔距及孔壁所选单元的有效应力时程曲线及有效应力峰值随不耦合系数
变化的规律,结果表明,有效应力随轴向不耦合系数增大而减小。 从减小炸药段附近单元有效应力以及保证空气柱中部裂缝贯通
的角度出发,于本文模型的地质条件下较优的轴向不耦合系数为 3.5 ~ 4.5。
关键词: 光面爆破; 空气柱长度; 中部空气间隔; 不耦合系数; 数值模拟; 有效应力时程曲线
中图分类号: TD235
文献标识码: A
doi:10.3969 / j.issn.0253-6099.2019.01.006
文章编号: 0253-6099(2019)01-0025-04
Research on Smooth Blasting with Decoupled Explosive Charge in a Mid Column Air Deck System
LIANG Rui1, XIE Li⁃na1, ZHOU Wen⁃hai1, CHEN Bi⁃gang2 (1.School of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Ganshu, China; 2.Fujian Transportation Science and Technology Research Institute, Fuzhou 350116, Fujian, China)
光面爆破参数(全)
光面爆破控制参数一、光面爆破主要器材:炸药:乳化炸药,采用细药卷,周边眼可采用Φ25光爆小药卷。
起爆器材:导爆索(即红线),毫秒雷管炮泥和竹片。
二、光面爆破主要参数:1、周边眼装药不耦合系数:采用1.5~2.0,现场可选用1.7;说明:如果炸药充满整个药室空间,不留有任何空隙,则称为耦合装药。
如果装入药室的炸药包(卷)与药室壁之间留有一定的空隙,则成为不耦合装药,光面爆破时,应采用不耦合装药。
装药不耦合系数:k=药室直径/ 药包直径采用Φ25光爆小药卷纵向装药时,药卷沿炮孔长度应均匀分布,间隔装药。
2、周边眼炮眼间距E:一般取炮眼直径的8~15倍。
在节理裂隙比较发育的岩石中,应取小值,最小为35cm;在整体性好的岩石中,可取大值,选用60cm;具体可以下表数据做参照。
本标段隧道岩石多以泥岩为主,泥岩属于软质岩,砂岩可属于软质岩或硬岩,具体依风化程度而定。
隧道光面爆破参数表说明:1 表列参数适用于炮眼深度1.0~4.0m,炮眼直径40~50mm,药卷直径20~25mm;2 当断面较小或围岩较软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时,周边眼间距E应取较小值;3 周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。
软岩在取较小E值时,W值应适当增大;4 E/W:软岩取小值,硬岩及断面小时取大值;5 表列装药集中度q为2号岩石硝铵炸药,选用其它类型炸药时应修正。
6铁路岩石类别划分见“附表1 铁路岩石按强度分类表“3、最小抵抗线W:光面层厚度或周边眼到邻近辅助眼间的距离,是光面眼起爆时的最小抵抗线,一般它应大于或等于光面周边炮眼间距,现场可选用40-60cm。
4、周边眼单孔装药量:单孔装药量,根据选择的装药集中度q(kg/m)和钻孔长度两个参数计算,公式:单孔装药量(kg )=装药集中度(kg/m)×炮孔长(m)装药集中度可参照“隧道光面爆破参数表”进行选择,本标段装药集中度可按软质岩类在0.07~0.12 kg/m范围内选择,围岩差时宜选取较小值。
新型不耦合装药光面爆破施工工法
新型不耦合装药光面爆破施工工法一、前言随着建筑行业的不断发展,不耦合装药光面爆破施工工法已经逐渐成为了一种新型的、高效的爆破施工方式。
该工法适用于各种类型的爆破工程,无论是单一的断面爆破还是在复杂地形的爆破工程中都可以得到应用。
在本文中,我们将详细介绍“新型不耦合装药光面爆破施工工法”的特点、适用范围以及工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析等方面的内容,以便读者了解该工法的理论依据和实际应用。
二、工法特点1、安全性高。
该工法是通过不耦合装药的方式实现的,不会产生太大的震动和冲击,能够降低爆破施工中的安全风险。
2、破碎率高。
该工法能够在相对较短的时间内实现坚硬岩石的破碎和爆破。
3、工程造价低。
由于该工法的施工过程较为简单,所需机具设备较少,因此施工成本较低,可以有效降低工程造价。
4、施工效率高。
该工法采用了光面装药,能够有效提高爆破效率和作业效率。
5、适应性强。
该工法可以适应不同种类和规模的爆破工程,而且在复杂地形的爆破工程中也可以得到应用。
三、适应范围该工法主要适用于各种类型的爆破工程,比如道路、隧道、水利、煤矿等建设工程。
同时,由于其施工周期短、安全性高、工程造价低等优点,这种工法也非常适用于一些兴建周期较短的大型工程。
四、工艺原理该工法采用了不耦合装药和光面装药的技术,漏斗硬化道形状、装药器形状和贴心隔绝装药技术,同时利用糯米糠和成型药丸等特殊材料完成装药。
它的基本原理是将装药塞入岩石中,通过药包在岩石内膨胀的力量让岩石形成内部裂纹,继而达到破碎的目的。
同时,采用光面装药,能够从而实现更加精准的爆破施工。
五、施工工艺1、施工前准备阶段。
在实际施工前,需要完成一些准备工作,比如,绘制爆破方案、进行岩石勘探等。
2、机具设备准备阶段。
该工法所需的机具设备相对较少,主要包括药包、电缆、钻机以及其他爆破装备等。
3、装药阶段。
在该阶段,要求将装药器装填入钻眼内,并进行装药碾压等操作。
光面爆破技术课件
爆破对围岩的破坏程度
总结词
围岩的稳定性对于整个工程的安全至关重要 ,光面爆破应尽量减少对围岩的破坏。
详细描述
围岩的破坏程度可以通过观察和测量来评估 。破坏程度越高,围岩的稳定性就越差,可 能导致坍塌等安全事故。因此,在光面爆破 过程中,应采取措施尽量减少对围岩的破坏 ,如控制炸药用量、优化爆破参数等。
未来展望
技术创新
未来光面爆破技术将继续创新发展,通过新材料 、新工艺、新设备的研发和应用,进一步提高爆 破效果和安全性。
绿色化发展
未来光面爆破技术将更加注重环保和可持续发展 ,采用更加环保的设备和工艺,减少对环境的影 响,推动工程行业绿色化发展。
智能化水平提升
随着人工智能和物联网技术的不断发展,光面爆 破技术的智能化水平将得到进一步提Байду номын сангаас,实现更 加精准、高效、安全的爆破作业。
装药过程中,应确保药量、药包位置、药包间隔符合设计要 求,同时要避免炸药潮湿、受潮、破损等质量问题对爆破效 果的影响。
炮孔堵塞
炮孔堵塞是为了确保炸药爆炸时产生的气体能够充分作用于岩体,同时减少飞石 和有害气体的产生。堵塞材料可以采用砂子、粘土、水泥等。
堵塞过程中,应确保堵塞长度符合设计要求,同时要避免堵塞物掉入炮孔中影响 爆破效果。
光面爆破技术课件
目录
CONTENTS
• 光面爆破技术概述 • 光面爆破技术的实施步骤 • 光面爆破技术的效果评价 • 光面爆破技术的优缺点分析 • 光面爆破技术的发展趋势和未来展望
01
CHAPTER
光面爆破技术概述
光面爆破技术的定义
总结词
光面爆破技术是一种控制岩体爆破的工程技术,旨在减少爆破对围岩的破坏,保持岩体的完整性和稳定性。
浅谈影响光面爆破效果的因素
浅谈影响光面爆破效果的因素摘要:本文首先介绍了光面爆破的优点和光面爆破原理,然后分析了影响光面爆破效果的因素,最后提出了增强光面爆破效果的措施。
关键词:光面爆破;原理;效果;影响因素光面爆破是一种合理地利用炸药能量和有效地控制炸药用量的控制爆破技术。
实践证明,光面爆破在技术上有着明显的优点,爆破的后巷道成型规整,巷壁平整圆滑,符合设计断面轮廓;没有明显的炮震裂缝,巷道超挖量由一般爆破的15%~20%下降到了5%。
即减少了废石排放量,又保持了围岩稳定,有效地保证了施工安全。
与普通爆破法相比,光面爆破具有快速、优质、安全、高效、低耗的优点,是一种多快好省行之有效的先进技术。
1光面爆破的优点光面爆破(smooth blasting)是井巷掘进中的一种典型的控制爆破方法,目的是使爆破后留下的井巷围岩形状规整,符合设计要求,表面光滑,损伤小,稳定性强。
光面爆破只限于断面周边一层岩石(主要是顶部和两帮),所以又称为轮廓爆破或周边爆破。
在井巷掘进中应用光面爆破具有以下优点:(1)能减少超挖和出岩量,特别是在不稳固岩石中更能显示其优点。
(2)对井巷围岩的炮震扰动范围小,相应的炮震裂缝少;可有效地减少应力集中引起的塌方,减少落石和危险断面,避免事故发生和人员伤亡;改善作业环境,增加施工的安全性,并能减少放炮后的排险时间,提高施工速度,特别是在岩性不良地段,效果更为显著。
(3)巷道轮廓外裂隙范围较小,对围岩强度破坏不大,提高了巷道的稳定性,不需要或很少需要加强支护,减少了支护工作量和材料消耗。
(4)能加快巷道掘进速度,降低成本,保证施工安全。
2光面爆破原理光面爆破的实质,是在井巷掘进设计断面的轮廓线上布置间距较小、相互平行的炮眼,控制每个炮眼的装药量,选用低密度和低爆速的炸药,或采用不耦合装药,同时起爆,使炸药的爆炸作用刚好产生炮眼连线上的贯穿裂缝,并沿各炮眼的连线——井巷轮廓线,将岩石崩落下来。
目前关于裂缝形成的机理有以下三种观点:2.1应力波叠加原理在光学材料模型实验中,当相邻两装药同时爆炸时,应力波在两炮孔的连心线方向上产生叠加,两相邻装药爆炸时,各自产生的应力波沿装药连线相向传播,经一定时间后孔壁处应力达峰值,其后则由于应力波的相互叠加,装药连心线中点处的应力开始增大,达最大值后再逐渐减小。
新型不耦合装药光面爆破施工工法(2)
新型不耦合装药光面爆破施工工法新型不耦合装药光面爆破施工工法是一种高效、安全、环保的爆破施工方法。
下面将对该工法的前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例逐一进行详细介绍。
一、前言在爆破施工领域,不耦合装药光面爆破施工工法的出现解决了传统耦合爆破施工方法中存在的问题,如震动大、破坏范围难控制等。
该工法以其特殊的工艺流程和优越的性能而广受关注。
二、工法特点新型不耦合装药光面爆破施工工法具有如下几个特点:1. 爆破振动小:通过合理优化装药参数和爆破模式,有效降低爆破振动,减小对周围结构和地质环境的影响。
2. 施工范围可控:通过精确计算、布置装药点和合理选择爆破参数,可以实现施工范围的可控,减少不必要的破坏。
3.施工速度快:工法采用先进的装药和导爆索技术,施工高效迅速,节省施工时间成本。
4. 对环境友好:不耦合装药光面爆破施工工法减少了爆破产生的烟尘、噪音和振动,对周围环境的影响较小。
三、适应范围该工法适用于城市建设、交通工程、矿山工程等领域的隧道开挖、岩石爆破、地下工程施工等项目。
四、工艺原理不耦合装药光面爆破施工工法基于以下工艺原理:通过装药空间、装药参数和爆破模式的合理设计,使装药能够在受控范围内产生规律性破碎,实现预期的施工目标。
同时,采用不耦合装药布置和光面导爆索技术,使装药与结构分离,减小了爆破振动和破坏范围。
五、施工工艺不耦合装药光面爆破施工工艺包括以下几个阶段:设计方案确定、装药空间设计、装药参数计算、装药布置、爆破模式选择、导爆索铺设、导爆系统测试、爆破作业等。
六、劳动组织施工过程中的劳动组织包括施工人员的组织、调度和协调,确保施工过程的有序进行。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括装药车辆、导爆索、导爆系统测试设备等。
这些设备具有稳定可靠的性能,能够满足施工的需要。
八、质量控制质量控制是确保施工过程中质量达到设计要求的关键。
论述光面切割在爆破中的应用
论述光面切割在爆破中的应用摘要:本文是笔者结合自身工作经验并翻阅相关资料,论述光面切割的爆破原理及参数,结合光面爆破的特点,对于直接影响光面爆破施工的几个主要因素,进行了合理的确定。
关键词:爆破;光面切割;应用中图分类号:P633.2文献标识码:A 文章编号:Abstract: this article is based on their own experience and paging through the relevant data, this paper discusses the principle and smooth cutting blasting parameters, combined with the characteristics of smooth blasting, to directly influence the construction of smooth blasting factors, the reasonable determination.Keywords: blasting; Smooth cutting; application1 概念光面切割爆破是利用炸药爆炸时产生的能量,对混凝土或岩体进行切割或解体的一种控制爆破技术。
即指某些建筑物(如桥墩或桥台等)需要拆除一部分保留一部分,而对保留部分要求质量高,不能遭受破坏,同时还要求切割面完整平顺。
要想达到以上效果,往往采用光面切割爆破来实现。
光面切割爆破是在有一个与切割面平行的侧向临空面的条件下,沿着切割面布置一排炮孔,用一定药量和药包结构形式起爆,使各孔药包共同作用,而形成一个切割面。
光面爆破的重要条件是要控制药量,使它正好能使各孔间形成一条贯通裂缝并共同把前面的介质推开。
因此需要正确选择炮孔间距的数值。
2光面切割爆破的原理一般情况而言,炸药在物体内部爆炸足够产生很大的压力,引起介质的粉碎、破碎或破裂,同时伴随着爆炸气体的扩散,可以引起已破碎块体的位移、抛散等现象。
浅析隧道施工光面爆破技术的应用
浅析隧道施工光面爆破技术的应用内容提要:光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,通过控制爆破的作用范围、方向、正确的选择爆破参数和合理的施工,减少对围岩的扰动,保持围岩稳定,使爆破后的岩面光滑平顺,防止岩面开裂,以减少超欠挖和支护工程量,确保施工安全,提高工程质量和进度,进而达到控制岩体开挖的一种控制爆破技术,广泛应用于隧道开挖施工过程中。
关键词:光面爆破:参数选择:施工技术1.光面爆破的作用机理1.1爆炸应力波的导向作用(1)由于不耦合装药控制了炸药能量,使得向四周传播的应力波只能对孔壁产生一定数量的初始微裂缝;(2)若相邻孔能保证同时起爆,各孔传来的应力波编在孔心线上某处叠加,使岩体原有裂隙扩展或微观缺陷形成裂纹,这对在孔连心线方向上成缝是有利的;(3)如果相邻孔不能同时起爆,虽然应力波的叠加作用将不存在,但先起爆孔产生的应力波传播至临孔时,将会使临孔产生应力集中,使得孔壁与孔连心线两交点处的环向拉应力达到最大值。
因此,易在此两点形成初始裂缝;(4)相邻孔起着反射波阵源的作用,当应力波反射到充满爆生气体的有放射状初始径向裂缝的原炮孔上时,自然也容易使孔连心线方向上的初始径向裂缝最先扩展,形成初始长裂缝。
1.2爆生气体的扩缝作用孔内爆生气体因膨胀将会挤入孔壁的初始径向裂缝,起着所谓“气刃效应”,使长短不一的初始裂缝得到不同程度的扩展。
应力波的先期作用,使得孔壁在炮孔连心线方向上的初始径向裂缝比其它方向长得多,初始裂缝的扩展最初受到动能作用而高速扩展,但随着爆生气体的膨胀和耗散,气体压力值迅速降低,从而应力值迅速减小。
所以,初始裂缝在爆生气体膨胀作用下所能扩展的长度是有限的。
但如果将两相邻的间距控制在裂缝所能扩展到的长度范围内时,裂缝就会相互贯通。
2.光面爆破的技术要点要提高光面爆破效果,一般需掌握以下技术要点:(1)周边轮廓线和炮眼的放样宜采用隧道激光断面仪或其他类似的仪器,尽量减少人工操作。
新型不耦合装药光面爆破施工工法
新型不耦合装药光面爆破施工工法新型不耦合装药光面爆破施工工法一、前言现代工程施工中,爆破是一种常用的土石方开挖方法。
而传统的爆破施工工法存在着耦合装药的问题,即药包之间的相互影响导致施工效果不稳定。
为了解决这个问题,新型不耦合装药光面爆破施工工法应运而生。
本文将对该工法进行详细介绍,并分析其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点新型不耦合装药光面爆破施工工法具有以下特点:1. 不耦合装药:采用特殊的药包设计,避免了药包间的相互影响,提高了施工效果的稳定性。
2. 光面爆破:通过对爆破面的精细处理,使得施工过程中的爆能更加集中,提高爆破效果。
3. 环保节能:采用环保的药材和装药工艺,减少了不必要的能源消耗和环境污染。
三、适应范围新型不耦合装药光面爆破施工工法适用于以下场合:1. 大型土石方工程的爆破施工。
2. 需要精确控制爆破效果的施工项目。
3. 对施工质量要求较高的工程。
四、工艺原理新型不耦合装药光面爆破施工工法的理论依据和实际应用如下:1. 施工工法与实际工程之间的联系:根据施工现场的具体情况,采取不同的装药工艺和爆破参数,确保施工效果符合设计要求。
2. 采取的技术措施:通过药包设计和爆破面的处理,实现了药包之间的不耦合装药和爆破效果的集中化。
五、施工工艺新型不耦合装药光面爆破施工工法的施工过程包括以下几个阶段:1. 爆破面的准备:清理爆破面,确保其光洁平整。
2. 药包的装填:将药包按特定的装药方式装填到爆破孔中。
3. 药包的连接:通过特殊的连接装置,将药包互相连接,保证不耦合装药的效果。
4. 爆破面的处理:对爆破面进行光洁处理,保证爆破能量的集中。
5. 爆破作业:按照设计要求,进行相应的爆破作业。
6. 清场工作:清理爆破现场,确保施工安全。
六、劳动组织针对新型不耦合装药光面爆破施工工法,需要合理安排劳动组织,包括施工人员的分工、协调和培训等。
隧道工程施工:光面爆破施工不耦合系数详解
隧道工程施工:光面爆破施工不耦合系数详
解
不耦合系数用K、表示,指炮眼直径与药包直径之比,随着K、值的增大,爆炸冲击作用减弱,而爆炸气体准静态压力的作用时间得到延长,作用在炮眼壁岩石上的应力值下降。
不耦合系数K、取值一般在1.5~3.0之间,此时可使炮眼壁岩石上受到的冲击压力(或产生的应力)不大于岩石的极限抗压强度,避免压碎圈的形成,从而留下半炮眼痕迹,同时,在炮眼连心线上产生的切向拉应力大于岩石的抗拉强度,产生定向裂隙。
根据不耦合系数的大小和所选用药卷直径,光面爆破装药结构通常有两种形式:环向空气间隔连续装药结构和轴向空气间隔装药结构。
光面爆破参数设计内容
光面爆破参数设计内容
设计合理的光面爆破参数,关键在于根据地质条件及岩石极限抗压强度,正确处理孔径与孔距、装药密度及不偶合系数之间的关系。
2.1 参数设计
[1]不耦合系数E
E=D/d,式中D为钻孔直径,cm;d为药卷直径(选用φ40mm硝铵炸药卷)。
[2]孔距a
孔距a的取值与岩性和孔径密切相关。
一般孔距采用a=KD来确䮚,兦中K为藤距泫数。
选择合搆的间距系数在工程实际中意义重大,它的大小决定着钻孔数量。
从经济角度来说,K值取大些有利,可以减少钻孔数量,加快施工进度,降低钻孔成本,但钻孔数量如果不足,则大块率增高,影响爆破效果,最终起到相反作用。
一些工程实践的经验值为K=7.8~12.5,考虑到爆破岩体的工程实际,同时兼顾工程进度的具体求,确定K取10。
[3]线装药密度Q
由于影响光面爆破装药密度的因素很多,很难从理论上得出一个完整无缺的解答,工程中经常采用一些经验计算式加以确定,其基本形式为:
[][][]γ
α
β
σD
=
Q
K
a
压
线
式中:kg/m3;
σ—岩石极限抗压强度,兆
压
帕;a—孔距,m;D—孔径,m;k、α、β
别取3、1/2、1/2、1/3。
[4]光面孔装药结构
上式计算所得的线装药密度值为全孔平均线装药密度,在实际装药过程中,为减小光面爆破炮孔底部受到的夹制作用,现场采用炮孔底部集中装药的方法,其他部分采用不偶合非连续装药,集中装药长度和炮孔堵塞长度随炮孔深度的变化而变化。
浅谈光面爆破参数的选择与确定
浅谈光面爆破参数的选择与确定目前各煤矿井下巷道施工多采用综合机械掘进和放炮掘进。
而放炮掘进也是目前最常用的一种掘进方式。
在光面爆破时,因参数选择不合理或者不正确,不但浪费炸药,甚至破坏围岩稳定性,带来不良后果,造成超挖,既浪费支护材料又使出矸量加大,达不到最佳掘进目的。
因此说,选择好的爆破参数尤为重要。
而在光面爆破时,涉及的参数很多,最主要的参数有炸药及装药结构、炮孔间距、眼孔深度、岩石坚硬程度、炮孔填塞等,这些参数直接影响光面爆破质量。
但是在光面爆破中,并不是某一项参数直接起决定作用,而是各个参数既相互制约,又相辅相成。
所以,在光面爆破的设计和施工时,要认真利用一切有利于提高光面爆破质量的因素,将诸多爆破参数合理搭配,优化组织,使光面爆破质量达到最佳状态。
光面爆破参数的选择与确定(1)、炸药及装药结构的选择光面爆破的要求是控制周边眼的爆破质量,使之能完成周边岩石按要求爆破,又能保证巷道围岩所受到破坏限制在最小范围内。
在这就要求选择合适的炸药品种。
目前多数使用硝铵类炸药、胶质类炸药以及专门的矿许炸药。
这些炸药都有低炮速、低猛度、低密度的特点。
装药结构,常采用不偶合装药,改变装药结构。
采用细管装药、小管装药、空气间隔装药以及普通药卷常规装药,来实现光面爆破。
通常用炮泥堵塞活着不堵塞而反向装药。
炸药爆炸后,它的爆压在光面爆破这种特殊条件下,主要作用形式表现为拉应力。
不同炸药的爆压可采取计算取得,如质量1Kg常用岩石的硝胺炸药在偶合情况下的爆压一般都超过1·0×107N.(2)、不偶合系数构成不偶合系数装药的途径一般有两种,一是不改变现有普通硝胺类炸药药卷直径(Φ32~35mm)而加大炮孔直径,二是改变现有的药卷直径为小直径药卷(Φ20~22mm)或者采用光面爆破专用炸药。
(3)、选择炮孔距和抵抗线炮孔距和抵抗线作为光面爆破的重要参数,两者之间要依据岩性的不同而变动。
同时也受眼孔深度和炸药结构等因素的影响,在软烟和节理发育的岩层中,因软岩体的抗拉,抗压比值相对较大,孔距缩小,而抵抗力相对加大。
光面爆破简述
光面爆破1、定义沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药(不耦合装药指炸药直径小于炮孔直径,炸药与炮孔壁之间留有间隙)或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整的轮廓面的爆破作业。
在设计轮廓面上钻孔装药,并控制炸药后于开挖区主爆孔起爆,使岩体出现平整轮廓面的爆破技术即光面爆破技术。
2、适用范围煤矿上一般用于岩巷掘进或者半煤岩巷掘进。
光面爆破后巷道轮廓一般是半圆拱或者是三心拱,支护方式一般是喷射混凝土,或者锚杆支护,或者锚喷支护、锚喷网联合支护等等。
3、特点光面爆破与普通爆破法比较,光面爆破有如下显著特点:(1爆)破后成型规整,符合设计断面轮廓要求,特别在松软岩层中更能显示出光面爆破的作用。
光面爆破后通常可在新形成的壁面上残留清晰可见的半边孔壁痕迹,超挖量大为减少,从而减少了排渣量,减轻了挖掘装载运输系统的负担;对于喷锚支护的硐室还能节省喷射原材料,从而加快掘进速度。
(2岩)体保持稳定,爆破后不产生或很少产生爆震裂隙,原有的构造裂隙不因爆破而有所扩展,增强了围岩自身的承载力,特别是对于松软破碎岩层其作用和效果尤为显著。
因而可有效地保证施工安全,为快速施工创造了有利条件。
(3新)岩壁平整,通风阻力小,不产生瓦斯聚集;岩面上应力集中现象减少,在深部岩壁表面可以减少岩爆的危害,有利安全。
4、标准(1)光面爆破眼痕率:指光面爆破后,可见眼痕的炮眼个数与不包括底板的周边眼总数之比。
(2)当炮眼眼痕长度大于炮眼长度的70时%,即算一个可见炮眼的眼痕。
(3)岩壁上留下的半圆形炮眼残痕应该占周边眼数量的百分比,即眼痕率:硬岩不小于80、%中硬岩不小于50、%软岩周边成型符合设计轮廓。
(4)岩面上不得留有明显的炮震裂痕,超欠挖不超过3处(直径大于0深度:顶大于0帮大于)。
5、施工(1)轮尺定位首先必须调整好激光,根据测量放线(中线和腰线)找准巷道轮尺中心,以轮尺中心为圆心,巷道宽度一般为半径画圆,即为巷道的拱形轮廓线,巷道两帮轮廓线为拱基线与拱形轮廓线交点处的铅垂线。