作者单位
摘要
1 中国地质大学(武汉)工程学院, 武汉 430074
2 内蒙古生力中伟爆破有限责任公司, 鄂尔多斯 010300
为了对魏家峁煤矿深孔台阶爆破效果进行综合评价, 考虑爆破质量、安全、经济三方面目标, 选取大块率、根底率、后裂距离、松散系数、单耗、延米爆破量、振动速度、飞散距离等8个参量作为评价指标。通过无人机、高速摄影、振动监测等技术手段对魏家峁煤矿4个生产爆破平盘开展现场监测, 并利用Split-desktop、Motion studio等软件进行数据分析, 得到了上述参量的量化指标。分别利用层次分析法和CRITIC法, 获得评价指标的主、客观权重, 然后基于离差平方和最大原则确定了各指标的组合权重。利用中心点三角白化权函数对灰色聚类法进行优化, 建立了爆破效果的灰色聚类评估模型, 对魏家峁煤矿深孔台阶爆破效果进行了综合评价, 并根据综合聚类系数得到了4个平盘的爆破效果优劣顺序。最后对比指标数据分析了爆破效果最差的平盘主要存在的问题。研究结果表明:炸药单耗、大块率、根底率的组合权重都大于0.15, 对爆破效果的影响较大; 4个平盘的爆破效果优劣顺序为:1080平盘>1064平盘>1096平盘>1112平盘; 1112平盘需要结合地质条件, 针对后裂距离大、单耗高、延米爆破量小、飞散距离大等问题进行台阶爆破参数优化。
深孔台阶爆破 爆破效果评价 现场监测 组合赋权 灰色聚类评估 deep hole step blasting blasting effect evaluation on-site monitoring combination weighting grey clustering evaluation 
爆破
2023, 40(2): 88
作者单位
摘要
1 湖北工业大学 土木建筑与环境学院, 武汉430068
2 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院, 北京100083
3 湖北凯龙工程爆破有限公司, 荆门 448004
巷道或隧道掘进工程中多采用浅孔钻爆作业技术, 存在作业循环多, 每循环进尺少, 掘进速度较慢的缺点; 而采矿工程中大量使用的深孔爆破通常采用连续装药结构, 存在单孔单响药量过高, 爆破有害效应大, 大块率高等问题。为克服这些问题, 采用深孔孔内分段爆破技术是有效方法。首先结合介绍近年来出现的孔内分段爆破方面的专利技术, 重点介绍了装药结构、装药材料、阻隔段长度、分段延期和装药方法等关键因素。接着以某邻近铁路的采矿场露天台阶爆破工程为例, 分别应用孔内设置岩粉阻隔段的两分段装药爆破新技术与传统连续装药爆破技术并对比了应用效果。结果表明:新技术具有明显的技术经济优势, 大块率降低了54%, 避免了二次爆破, 节省了20%炸药量。新技术方案清运后台阶面更加平整光滑, 更有利于后续阶段的爆破作业。距铁路最近点的爆破振动降低了7.62%, 采取防护措施后的飞石抛掷距离在允许的范围内。
深孔 孔内分段爆破 延期起爆 阻隔段 deep hole in-hole sectional blasting delayed initiation decking section 
爆破
2023, 40(2): 61
作者单位
摘要
1 成都工业学院 材料与环境工程学院,成都 611730
2 西南交通大学 土木工程学院,成都 610031
3 四川省机场集团有限公司,成都 610000
4 四川路桥华东建设有限责任公司,成都 610200
为控制开挖轮廓的成型效果与减弱爆破作用对保留岩体的扰动, 以跨金沙江特大拱桥云南岸约51 m深且一次开挖约20 m深的基坑爆破为工程背景, 主爆孔采用逐孔起爆加强松动爆破设计与施工, 周边孔采用光面爆破设计与施工, 总结了一套适用于深陡拱桥基坑开挖的深孔光面爆破技术, 并对光爆孔内气体作用过程、孔壁膨胀压力和爆破损伤范围进行理论计算与分析。爆破结果表明: 采用深孔光面爆破技术可以形成平整的开挖轮廓面, 相对完整岩体的半孔率可达90%以上, 相对破碎岩体的孔痕保留较少但超欠挖依然可控, 极大地降低了岩壁表面的应力集中; 光面爆破装药段附近不会形成粉碎区, 且保留岩体的最大损伤范围约49 cm, 充分保证了岩壁稳定与施工安全; 光面爆破施工过程中采取台阶底部开挖面缓倾向于临空面、棉质细绳绑扎药卷牵引装药以及每间隔5~7个光爆孔设置孔内起爆雷管与孔外传爆雷管等工程措施以确保爆破的可靠性、安全性及经济性, 取得了良好的社会和经济效益, 同时也对类似工程具有一定的指导和借鉴作用。
拱桥基坑 深孔光面爆破 爆破损伤 arch bridge foundation pit deep hole smooth blasting blasting damage 
爆破
2023, 40(3): 85
作者单位
摘要
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
提出了一种用于深孔轴线重建的新型六探针测量系统。该系统基于三维两点法,探头在每次步进测量中可以获得被测横截面的圆心位置以及半径大小。该系统有以下优点:1)可以消除传感器运动装置的移动直线度误差对轴线测量与拟合结果造成的影响;2)有显著普遍性,调整位移传感器之间的相对位置可以测量不同的孔径;3)实现探头移动、数据获取的自动化,降低人工劳动量,提高测量效率;4)测量过程简单,只通过一次扫描测量就可拟合孔轴,并评估它的相关参数。通过理论推导和仿真证明了这些优点。实验结果表明,该方法具有高横向分辨率。
仪器,测量与计量 六探针测量系统 直线度误差 重建 深孔测量 轴线 
激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2112001
作者单位
摘要
1 武汉理工大学 资源与环境工程学院,武汉 430070
2 湖北三鑫金铜股份有限公司,黄石 435100
湖北三鑫金铜矿进入深部开采后,采用扇形中深孔爆破破岩方式回采顶底柱,由于布孔方式和岩石物理力学性质发生变化,导致扇形中深孔爆破存在大块率高、缩口严重等问题。运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件对不同孔网参数的中深孔爆破过程进行数值模拟计算。基于现场岩石实际物理力学性质和实际炸药材料参数建立了1.4 m、1.6 m、1.8 m三种不同孔底距和1.6 m、1.8 m、2.1 m三种不同排间距数值计算模型,通过分析炮孔爆破过程中关键时刻模型有效应力云图,确定出扇形中深孔爆破方式的岩石低应力区集中在两炮孔中心线中上部位置,再通过将布置在模型关键位置监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石材料的最大动态抗拉强度对比,确定出当孔底距为2.1 m,排间距为1.4m时低应力区内监测单元的Von Mises有效应力峰值与岩石的最大动态抗拉强度最为接近,确定出三鑫金铜矿扇形中深孔爆破的最优孔网参数:最优孔底距2.1 m,最优排间距1.4 m。经现场应用试验验证在相同炸药单耗的情况下,更优的孔底距、排间距设计能够有效的降低扇形中深孔爆破的大块率高、缩口严重的问题。研究成果可为矿山后续回采工作提供指导,对于存在类似问题的地下金属矿山开采具有一定参考价值。
扇形中深孔爆破 数值模拟 孔底距 排间距 现场试验 fan-shaped deep hole blasting numerical simulation hole bottom pitch row spacing field test 
爆破
2022, 39(2): 0085
作者单位
摘要
上海理工大学 机械工程学院,上海200093
针对深孔内壁光整加工效率与质量较低的技术问题,在传统针式磁性复合流体(Magnetic Compound Fluid,MCF)抛光工具头的基础上增加辅助磁场块,提出基于h形抛光工具头的MCF深孔抛光工具及加工方法。利用COMSOL Multiphysics建立永磁铁磁场组合模型,设计磁场均匀的h形抛光工具头结构;建立MCF深孔抛光磁场与流场模型,进行磁流耦合仿真,分析MCF流体流动特性;以黄铜H62材料为样件,展开不同抛光工艺参数实验,对抛光前后样件的表面形貌、粗糙度和材料去除率进行分析,并验证了仿真模型。实验结果表明:当采用h形抛光工具头两磁铁水平间距为8 mm,抛光转速为1 400 r/min,抛光间隙为1 mm,氧化铝磨粒粒径为0.5 μm时,表面粗糙度为173 nm,材料去除率为0.84 mg/min,获得最佳抛光效果,且采用h形抛光工具头产生的抛光效果要比针式抛光工具头产生效果更佳。基于h形抛光工具头的MCF深孔抛光方法能有效改善孔内壁表面质量,实验结果证明了方法的有效性,为后续的应用奠定基础。
磁性复合流体 深孔抛光 抛光特性 h形抛光工具头 黄铜H62 magnetic composite fluid deep hole polishing polishing characteristics h-shaped polishing tool head brass H62 
光学 精密工程
2022, 30(12): 1452
作者单位
摘要
1 中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051
2 中北大学 理学院,山西 太原 030051
为了快速精确地获取深孔结构内壁三维面型,从而分析深孔加工质量,提出了一种基于激光谐波调制的线型扫描系统,设计了可深入深孔结构的反射式光学系统。研究了通过时间窗滤波的谐波匹配点云优化算法,该算法利用谐波调制相位范围对近轴线扫描区域进行阈值分离,从而完成点云数据的滤波。实验针对三种不同类型的深孔进行了测试,并采用Handyscan三维成像仪进行了点云数据对比。文中对5 cm×5 cm的内壁区域进行了量化分析, 对比了优化前后的三维点云图像。优化前的点云中明显包含很多杂散点,综合平均偏差为0.53 mm,而采用优化后,噪声被有效抑制,综合平均偏差降为0.12 mm。在x轴方向上,系统位置偏差均值为0.240 mm,在y轴方向上,系统位置偏差均值为0.228 mm。由于优化后降低了需要计算的点云总量,故其收敛速度也有一定的改善,在3000点以上趋于稳定,约为优化前用时的65.8%。可见该系统适用于深孔内壁三维面型检测,为深孔测试与数据降噪提供了新的思路。
激光成像 深孔测试 谐波调制 阈值降噪 laser imaging deep hole testing harmonic modulation threshold noise reduction 
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210862
作者单位
摘要
1 长沙矿山研究院, 长沙 410012
2 中南大学 资源与安全工程学院, 长沙 410083
地下矿山多个爆破区域同时爆破时, 爆破总药量大, 尤其爆破区域相距较远时, 爆破网路组网困难, 且组网后网路较为复杂。导爆索-导爆管复合起爆网路具有起爆能大、传爆速度快、传爆距离长、网路结构简单、连接可靠等优点, 可有效解决多个远距离爆区同时起爆的爆破网路组网问题。某矿山两个分段的三个爆破区域需同时起爆, 爆破矿石量6.1万t, 采用导爆索-导爆管复合起爆网路, 使用120 m长传爆导爆索成功引爆1278根导爆管, 爆破药量20.3 t。通过对爆破震动、爆炸安全距离和爆破块度等因素的分析, 认为爆破效果良好。经过实践, 导爆索-导爆管起爆网路组网能力强, 网路连接可靠, 清晰直观, 便于检查连接质量, 并降低了爆破成本, 可为类似矿山的工程爆破提供借鉴。
导爆索-导爆管 起爆网路 中深孔爆破 爆破震动 爆破块度 detonating cord-detonating nonel tube detonating network medium-deep hole blasting blasting vibration blasting fragmentation 
爆破
2021, 38(3): 62
作者单位
摘要
中铁二十三局集团有限公司, 成都 610072
采用现场测试和数值分析相结合的方法, 研究了孤石深孔爆破对临近竖井结构振动影响。结果表明:减振孔可以有效减缓孤石爆破对竖井基坑围护桩的破坏; 隔离孔可以保证相临爆区孤石的完整性; 增加孤石爆破分区, 减小炮孔间距, 减少一次爆破量, 可以有效控制竖井爆破振速。以孤石分区5区为例, 将炮孔间距调整为0.5 m×0.4 m, 炸药直径调整为32 mm, 竖井监测点爆破振动速度可以控制在2 cm/s以内, 保证临近结构物的安全性, 且孤石爆破效果满足盾构掘进要求。
孤石 深孔爆破 竖井 减振措施 boulder deep-hole blasting shaft vibration damping measures 
爆破
2021, 38(2): 95
作者单位
摘要
中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区 车辆与电气工程系,河北 石家庄 050003
深孔内表面检测系统获取的单视角点云无法体现深孔零件内表面全貌,为实现深孔内表面完整面形的三维重建,提出了一种深孔内表面检测系统的位姿标定技术,用于提供深孔内表面重建的点云拼接初值。首先,介绍了深孔内表面检测技术原理,分析并建立了深孔零件测量点云的坐标变换模型,确定了坐标变换模型中需要标定的系统位姿参数;然后,分析了系统在内表面上的测量轨迹,以旋转轴转角描述测量轨迹,并对点云逆向重建;之后以系统参数的求解误差作为损失函数优化测量轨迹模型,实现了系统位姿参数标定;最后,对直圆筒和凹槽部分的点云拼接实验表明:该方法适用于深孔内表面检测,易于操作,拼接误差不大于0.08 mm,与其他方法相比均有一定优势。
光学测量 三维重建 坐标变换 深孔检测 optical measurement three-dimensional reconstruction coordinate transformation deep hole inspection 
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210210

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