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逐孔起爆技术应用基础研究

付天光  
【摘要】:在总结国内外学者对逐孔起爆技术研究现状的基础上,运用爆破理论和振动波的传播规律与特征,分析了爆破振动的影响因素和振动累积效应,结合国内外爆破振动安全判据,提出了爆破振动效应预测与控制的一些有效方法。利用小波包分析理论和傅立叶变换方法,针对现场采集的逐孔起爆振动信号,对地震波不同频带的能量分布特征进行了分析,提出了描述逐孔起爆过程中振动效应的三个主要参数:振速峰值、振动主频和振动持续时间。 利用神经网络理论,充分考虑了逐孔起爆过程中振动效应的影响因素,建立了振动参数预报的BP网络模型。该模型能够一次输出反映振动效应的三个基本参数,通过模型的应用与对比分析,也证实了该模型比传统经验公式更接近现场实测结果。结合高精度、高强度导爆管雷管的性能,对逐孔起爆网络设计做了分析,提出了几种常用的起爆网络。利用可靠性理论,提出了非电起爆原件可靠性和整个网络传爆可靠度的计算方法。 利用SPH方法善于计算大变形动力学工程问题的优势,通过有限元分析软件,分单孔起爆、双孔起爆、四孔起爆和双排多孔起爆四种情况,对逐孔起爆的全过程进行了数值模拟。模拟效果再现了岩石介质由损伤至破裂,再到被抛散的整个过程,配合节点位移变化曲线和应力场分布规律,对逐孔起爆破岩机理做了较为深入的分析。 将逐孔起爆网络设计与振动参数预报方面的研究成果,应用到了矿山生产中,进行了逐孔起爆技术的现场试验研究。针对传统微差起爆技术和逐孔起爆技术,统计二者的各项经济指标,全面比较两种技术产生的综合经济成本,证实采用逐孔起爆技术,不仅很好地控制了爆破振动效应,更重要的是可以给矿山带来更高的经济效益。


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