复杂环境下路基开挖爆破设计外文翻译资料

 2022-09-06 14:53:31

From the point of view of the development of engineering blasting, blasting engineering is with the development of economic construction and development, has made special contribution for the foundation of the national economy construction. The first is the existing blasting methods and development of the engineering blasting technique is introduced in this paper; secondly, we analyze engineering blasting technology at the present stage, let us understand the progress of it. Once more the foreign new progress and development of engineering blasting is introduced, and analysis is necessary for us to strengthen the research and Application on these advanced blasting direction. Finally puts forward the direction of future development of engineering blasting technology, for us to study provides navigation and let blasting has been widely applied in more industries, for human services. The future of the industry and trade Engineering blasting object in the height will be higher, in the structure will be more complex and in the environmental requirements will be more stringent, which requires we updated research, more suitable, more security, more reliable, more environmentally friendly and more economic benefit of engineering blasting technology.

In reality there is a blast damage transition zone between these zones of maximum destruction and zero or minimum disturbance.in practice,the actual position of the final wall often does not lie at the position of zero disturbance but rather somewhere within the transition zone.the width of the transition zone depends largely on the care taken in perimeter blasting.as the blast damage transition zone increases in size, the resulting slope angles become flatter with the overall result being higher stripping rations losses.

In recent years, the finite element method has become solve fluid elastic plastic calculation and explosion numerical simulation of an important means of ANSYS is ANSYS non-linear dynamic analysis module, by American ANSYS company and companies cooperate in the development. In the ANSYS / LS-only for provides before and after processing function, the concrete solving process is completed by the solver. After treatment not only can adopt ANSYS using comes with LSPOST. LS - d after treatment YNA as the worlds most famous general explicit dynamic analysis program, so it is especially suitable for solving various two-dimensional, three-dimensional nonlinear structure of high-speed collision, explosion and the metal forming and nonlinear dynamic impact problem. At the same time, it can solves the heat transfer, fluid and fluid solid coupling problem.

Consider also exploded in the research at present, rock under dynamic load under the action of damage characteristics and plasticity characteristics have not yet risen to mathematical description stage, rock under the action of shock load characteristic is not very clear, in order to simplify the calculation in the numerical simulation, using yield and fracture condition by cracking diagram to intuitive description of rock material damage, and make the following assumptions: (1) the rock material according to the elastic plastic body, not considering the rock damage; (2) the hole is vertical hole, not considering the slantwise effects; (3) explosion pressure in hole along the pore wall of uniform distribution; (4) with radial decoupling charge, considering air of Effect of blasting.The results of simulation by computer module are concluded.

Through a large number of blasting tests, it can be obtained the suitable for the slope of borehole diameter D, hole spacing a, gunpowder charge line density, coupling coefficient and so on a series of routine split blasting parameters;

Can get the ideal splitting blasting parameters II by ANSYS numerical simulation, and blasting test results are basically consistent. According to the simulation results, through regression analysis that when the hole diameter D A, hole spacing and gunpowder charge line density, coupling coefficient between there is a simple formula can be used to guide the subsequent construction of the project, as well as to provide a reference for similar engineering.

The blasting experiments and numerical simulation of the combined method of each parameter value, rather than simply blasting test or numerical simulation obtained the results more convincing, for the Slope Blasting excavation is more significant. Practice has proved that the numerical simulation results feedback to the construction site used to guide construction, the construction effect further verification the correctness of the numerical simulation, to the science of experience is very important.) was used in the numerical simulation some assumptions, which will undoubtedly weaken the accuracy of the simulation, although has certain positive significance to guide the engineering practice, but to make the results of the simulation more accurate to further reduce the hypothesis, the established model should try to conform to the actual slope rock mass.

Blast-code model considering the blasting area terrain and step free surface conditions, rock mechanical properties and geological structure characteristics and explosive performance of three types of the blasting effect has a direct impact on the key factors, and accordingly determine blasting parameters and vertical step deep hole blasting design provides a kind of effective, practical new method.

By using the geological terrain database technology of open pit mine, the instantaneous input and analysis of the basic condition data such as the geological and physical mechanical properties of ore and rock are realized.And the shape simulation of explosive reactor provides the necessary preconditions.

Third, in the process of blasting design for plane shape and step crest not rule, the variability of the step free surface condition properties (

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从工程爆破的发展历程来看,工程爆破是随着经济建设的发展而发展,为国民经济的基础建设做出了特殊的贡献。首先是介绍工程爆破技术发展现状和现有爆破方法;其次是我们分析现阶段的工程爆破技术,让我们了解它的进展。再次是介绍目前国外的工程爆破新进展,并分析我们需要在这些先进爆破方向上加强研究和应用。 最后提出工程爆破技术的未来发展方向,为我们研究提供导航,让爆破在更多的行业上得到广泛应用,为人类服务。未来的工程爆破对象在高度上会更高、在结构上会更复杂、在环境要求上会更严格,这就需要我们研究更新、 更适应、 更安全、 更可靠、 更环保和更有经济效益的工程爆破技术。

在现实中有一个爆破损伤区这些区域最大的破坏和零或最小disturbance.in实践之间的墙,最终的实际位置经常不在零干扰的位置而在过渡区,过渡区。宽度在很大程度上取决于周边blasting.as的爆破损伤Z采取的护理一个增加的大小,所得的斜坡角度变得更平的整体结果是较高的剥离口粮损失。近年来,有限元方法已成为解决流体弹塑性计算和爆炸数值模拟问题的一个重要手段。ANSYS/LS—DYNA是ANSYS的一个非线性动力分析模块,由美国ANSYS公司和LSTC公司合作开发。在ANSYS中,ANSYS仅为提供前后处理功能,具体求解过程由求解器来完成。后处理既可采用ANSYS的后处理器,也可采用自带的LSPOST进行后处理。LS—DYNA作为世界上最著名的通用显式动力分析程序,特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题,同时也可以求解传热、流体及流固耦合问题。

目前,岩体在动载作用下的破坏特征以及塑性特征的研究尚未上升到数学描述阶段,岩石在爆炸作用下的震动载荷作用特性还不是很清楚,为简化计算,在进行数值模拟时,采用屈服和断裂条件,通过裂缝开裂图来直观的描述岩石材料的破坏,并做如下假设:(1)岩石材料按弹塑性体考虑,不考虑岩石的损伤;(2)炮孔均为垂直孔,不考虑倾斜的影响;(3)爆炸压力在炮孔内沿孔壁均匀分布;(4)采用径向不耦合装药,考虑空气对爆破效果的影响。

通过计算机模块模拟爆破效果的研究结论.

①通过大量的爆破试验,可以得出了适合于该边坡的炮孔直径D、炮孔间距a、线装药密度、不耦合系数等一系列常规预裂爆破参数;

②通过ANSYS数值模拟,可以得到理想预裂爆破参数,与爆破试验结果基本一致。根据模拟结果,通过回归分析得出,当炮孔直径D一定时,炮孔间距口、线装药密度、不耦合系数之间存在一个简易公式,可用于指导该工程的后续施工,也为类似工程提供了参考;

③采用爆破试验与数值模拟相结合的方法得到的各个参数值,比单纯的爆破试验或数值模拟所得的结果更有说服力,对于该边坡爆破开挖更具有指导意义。实践证明,将数值模拟结果反馈到施工现场用以指导施工,再以施工效果进一步验证数值模拟的正确性,对于经验科学,非常重要;

④数值模拟采用了一些假设,这无疑削弱了模拟的准确性,尽管对指导工程实践具有一定的积极意义,但要使模拟的结果更精确就必须进一步减少假设,所建立的模型应尽量符合实际边坡岩体。

①blast-code模型综合考虑了爆区地形及台阶自由面条件、矿岩物理力学性质与地质构造特征、炸药爆炸性能三类对爆破效果具有直接影响的关键因素,并据此确定爆破设计参数,为台阶垂直中深孔爆破的设计工作提供了一种有效、实用的新手段。

②采用露天矿采场地质地形数据库技术,实现了采场地质地形和矿岩物理力学性质等基本条件数据的即时输入和分析,为爆破设计以及对爆破破碎效果预测和爆堆形状模拟提供了必要的前提条件。

③在爆破设计过程中对爆区平面形状和台阶坡顶线的不规则性、台阶自由面条件性质(压碴或清碴)的可变性、台阶坡面角度的非同一性以及爆区内矿岩种类及其可爆性能的复杂性的自动适应,是爆破代码模型的另一个显著特征,也是保证其实用性和有效性的一关键因素。

④爆破代码模型具有爆破参数选取的人工干预和钻孔爆破成本计算功能,可对多个设计方案进行技术经济对比分析,从而使该模型成为实现优化爆破的一个有力工具。

⑤在铁矿现场应用的结果表明, 爆破代码模型地质地形数据库与爆破设计功能实用、有效、可靠,预测模拟的结果与实际基本相符。对于控制爆破效果和钻爆成本,实现优化爆破,同时提高矿山生产管理和技术管理水平,都具有重要的实际意义。

人们应用分形、损伤等数理新方法,正试图对岩体的天然结构进行全面、真实地描述;结台卫星定位系统,人们可以对炮孔进行准确定位,并利用钻机工作参数获取岩体性质数据;新型矿用炸药,为人们调节爆破破岩的能量输入提供了可能;高精度电子雷管,使人们精确地控制爆破时序成为现实;新的爆破破碎块度分布光学量测、分析技术,为人们对爆破破碎效果的定量、全面评定提供了手段;大容量、高速度计算机可以满足爆破破碎复杂系统的模拟要求。目前,国外爆破数学模型已经在不同爆破作业中获得实际应用,尤其 SABREX, HARRIES 模型,JKMRC 模型等应用得更为广泛。我国在这方面与国外存在一定的差距。

数码电子雷管、新型系列炸药和遥控起爆等为爆破技术精细化提供了有利的条件。近年来,利用数码电子雷管和新型乳化炸药的优点,在爆破作业环境复杂的地下矿山实现了爆破技术精细化获得了良好的爆破效果和显著的技术经济效益。此外,南非 AEL 炸药公司和雷管公司的数码电子雷管也在开采条件复杂的几座地下金矿获得应用,其技术先进性改变了爆破的传统观念,综合效益优越。我国在这方面与国外存在一定的差距,需加强研究。

低密度、低爆速和低威力炸药为改善软岩爆破效果提供了工具。推出的 系列炸药的密度范围为 0.3~1.1 g/cm ,爆速为 2~4.5 km/s, 且爆轰稳定。这样就可以针对软弱矿岩的实际情况,选用不同密度和爆速的炸药,既可以使装填药柱保持达到上部,减少上部大块,还可以避免炮孔底部药量过于集中产生过远的抛掷。

爆破规模由采场几何形状、年产矿石量、爆破技术和装备水平等综合确定的。国外爆破规模普遍较大,不同矿山的爆破设计程序尽管有所差异。通常根据爆区地质平面图、现场孔位标志、炮孔和爆堆的品位标志以及矿岩性质、地质结构、爆区形状和炸药类型等进行爆破,设计优化孔网、装药量等参数。美国奥斯汀炸药公司爆破服务队承担为矿山进行装药爆破任务,他们编制的 QET 计算机程序可以根据地形地质情况、爆破参数、装药结构、要求的爆破块度和爆破有害效应等项内容,用以确定出不同的爆破方案供用户选择。同时也对各方案进行单价分析,作为投标的依据。

近年来,国外研究开发油气地震勘探和油气井开发中的特种爆破技术发展迅速。例如,将小型高能震源器材应用于三维地震勘探,可大大地提高地震勘探质量和安全,降低成本费用;新近发展起来的井下套管爆炸补贴和整形等特种爆破技术,以解决那些用传统和常规方法难以解决的井下问题;稠油地层、高致密低渗透地层等特殊地层的射孔爆破技术的开发等等。

爆破振动的影响主要在两个方面,一是爆破振动对隧道进口上方的危石的影响;二是爆破振动对周围民房的影响,因此,爆破振动确保对周边环境无影响。

根据《爆破安全规程》(GB6722-2003),爆破振动安全距离计算公式为

式中:——为爆破振动安全允许振动速度,cm/s;

——为爆源距保护建筑物的直线距离,m;

——为与地质、爆破方法等因素有关的系数;

——为与地质条件有关的地震波衰减系数;

——为与振速V值相对应的最大一段起爆药量,kg;

在已知爆源距建筑物距离R和建筑物爆破振动控制标准的条件下,根据根据《爆破安全规程》(GB6722-2003)查表或现场爆破试验可以得出、值,

表 爆区不同岩性的K 、alpha;值

岩 性

坚硬岩石

中坚硬岩石

软岩石

K

alpha;

50~150

1.3~1.5

150~250

1.5~1.8

250~350

1.8~2.0

爆破飞石对周围运行车辆及行人的影响是本次爆破炸药危害之一。主要采取如下技术措施:

(1)设计合理(采用松动微差爆破),施工质量验收合格,避免单位体积炸药消耗量失控,是控制爆破飞石危害的基础工作。

(2)地形地貌不规整的地方采取手持式钻机浅孔爆破,爆体上方采用铁丝网或传输带胶皮加沙袋覆盖。形成较为规则的作业面后,再采用深孔爆破。

(3)爆区主要的方向采用钢管排架铺设双层竹跳板。

(4)慎重对待断层、软弱带、张开裂隙、成组发育的节理、溶洞采空区、覆盖层等地质物构造,采取间隔堵塞、调整药量、避免过量装药等措施。

(5)保证堵塞质量,不但要保证堵塞长度,而且要保证堵塞密实。

(6)多排爆破时,要选择合理的延迟时间,防止因前排爆破而造成后排最小抵抗线大小与方向的失控。

我国爆破安全规程规定:露天裸露爆破大块时,一次爆破的炸药量不应大于20kg,并应按式7-3确定空气冲击波对在掩体内避炮作业人员的允许距离。

Rk=25Q1/3 (7-3)

式中:Rk-空气冲击波对掩体内工作人员的最小允许距离,m;

Q-一次爆破的炸药量,kg ;秒延时爆破取最大分段药量计算;毫秒延时按一次爆破的总药量计算。

空气冲击波的防治主要采取如下技术措施:

(1) 避免裸露爆破,在居民区更需要特别重视,导爆索要掩埋20cm或更大深度,一次爆破孔间延迟不要太长,以免前排炮爆后使后排变成裸露爆破。

(2)保证堵塞质量,特别是第一排孔,如果掌子面出现较大后冲,必须保证足够的堵塞长度,对水孔要防止上部药包在泥浆中浮起。

(3)重视异常地质现象,采取必要措施。例如断层、张开裂隙处要间隔堵塞,溶洞及大裂隙处要避免过量装药。

(4)在设计中要考虑避免形成波束。

爆破滚石对周围建筑物特别是对民房的影响,是本次爆破要考虑的主要危害之一。可在民房方向设立拦护网。

中国工程爆破协会在关于工程爆破技术创新的发展战略中明确提出:研究炸药能量转化过程的精密控制技术,提高炸药能量利用率,降低爆破有害效应是工程爆破新世纪的发展战略;要加强爆破理论和模拟技术的研究,用以指导爆破工程实践;要进一步发展工程爆破施工装备技术,提高爆破施工机械化和自动化水平;爆破器材要向高质量、多品种、低成本和安全生产工艺连续化发展:爆破安全技术要进一步创新和发展。在“全而建设小康社会,开创中国特色社会主义事业新局面”的宏伟目标指引下,我国在矿业、铁路、交通、水利、电力、建材、市政工程等建设领域都要大发展,特别是实施西部大开发的发展战略,加速西部地区的建设,将有更多的爆破工程任务和新的爆破工程领域,期待我们去开拓,去完成。创新是工程爆破技术发展的不竭动力。20世纪后期,在世界范围内掀起的科技进步大潮,带动了爆破器材及爆破理论的飞速进步。21世纪科学技术的新发展,将推动新的工业技术革命,工程爆破技术也必将随之产生新的飞跃。拓宽控制爆破技术的应用领域,预计在不久的将来,可以利用爆炸加工新材料,处理各种废料,改变气候条件等。增加爆破器材和改进其性能,适应工程爆破的需要是今后控制爆破技术发展的基础。发展新型爆破材来提高控制爆破水平。爆破安全技术的发展,对爆破技术应用范围的扩大有着重要的意义,只有解决与爆破有关的安全技术问题,控制爆破技术才能发挥更大的作用,并能防止爆破危害。加强理论与技术研究。指导可靠精确的拆除爆破设计。应当说,拆除爆破的理论研究滞后于工程实践的需求。当前,以结构静力学和动力学为基础的拆除爆破设计理论已不能满足复杂结构的拆除爆破设计。因此.针对不同结构、不同类型的建(构)筑物拆除爆破.通过研究解体的运动过程,实现计算机仿真模拟和建立专家系统,是指导可靠、精确的拆除爆破。

除此以外,关于导爆管非电起爆网路可靠性现场检测方法,以及拆除爆破震动、坍落震动的机理、安全预测和判据的研究,也期望能取得突破。这些是实现爆破工程安全的前提。

勇于技术创新,探索无公害的拆除爆破技术,拆除爆破工程,其周围环境一般比较复杂,要求严格控制飞石、爆破冲击波、震动效应的危害,一些工程还对控制爆破扬尘、噪声提出了要求。探索无公害的拆除爆破技术,一直是爆破科技工作者的追求目标,这要从爆破器材的创新人手,还要开展降低飞石、爆破冲击波、震动效应、扬尘、噪声等外部效应的技术、工艺和装备的研究。这些是实现爆破工程安全的基础。

基础理论研究、计算机及测试技术的飞速发展,使定量化的爆破设计成为可能。近年来,随着爆炸力学、岩石动力学、工程力学和工程爆破技术等基础理论研究领域的不断进展,借助飞跃发展的计算机技术、爆破实验和测量技术的进步,使得定量化的爆破设计成为可能。定量化的爆破设计不仅仅限于设计计算过程的定量化,还要强调爆破效果及爆破负面效应的可预见性。例如,采用FEM、DEM、DDA和AEM等数值方法,基于运动学和结构力学的基本理论,已能对高层框架结构楼房定向或多

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