依据国家现行的关于小型民用爆炸物品储存库的有关法律法规、标准规范, 梳理了目前关于小型民用爆炸物品地面储存库存在的内外部安全距离不足、建筑结构不合格、防雷设施不合格、民用爆炸物品未按规定安全摆放等问题, 针对当前我国小型民用爆炸物品储存库存在的以上安全管理问题, 举例存在的安全隐患及发生的事故案例, 分析一系列事故发生的根本原因。建议公安部在修改《小型民用爆炸物品储存库安全规范》(GA838—2009)对于爆破作业单位使用的小型民用爆炸物品储存库数量做出明确规定, 民爆行业主管部门能够从严管控, 有效发挥危险品现场监督管理机构的职能作用, 从法律法规标准的制定和修订到实施应广泛征求民爆各行业意见, 保证管理的有效性。

已上线运行的巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台, 实现了巷道掘进爆破方案设计、爆破施工、爆破危害监测与分析三个方面的实验教学内容; 但尚未涉及井巷掘进爆破事故的应急救援。以井巷掘进爆破过程中的典型事故—炮烟中毒为例, 借助虚拟仿真、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术, 采用3D Max软件建模及Unity 3D软件开发等手段, 构建了巷道掘进爆破炮烟中毒应急救援虚拟仿真系统, 实现了掘进爆破炮烟中毒事故演示、工人自救互救及救援人员救援两大环节实操。该系统是巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台的拓展与延伸, 既可用于安全工程、土木工程专业本科生及研究生实验教学, 也可用于矿山开采、工程爆破等领域相关专业技术人员的培训教学。

为更好的进行城市管廊结构抗爆优化设计, 深入研究管廊燃气爆炸动态响应特性极为必要。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA, 建立管廊结构的有限元计算模型, 采用等效内能法模拟燃气爆炸荷载, 研究燃气爆炸激发冲击波传播衰减规律及其对管廊结构的动态响应规律, 分析管廊结构破坏和反应特征。结果表明: 燃气爆炸冲击波随传播距离的增加, 峰值压力逐渐降低, 同时超压持续作用时间逐渐变短。冲击波在受限空间壁面的反射叠加造成其峰值压力在传播后期呈现略微增加趋势, 但整体上以多项式形式衰减。爆炸损伤部位主要集中在燃气仓墙角或结构突变位置, 燃气仓顶部设置泄压口, 可有效避免上部通行仓混凝土的损伤破坏效应。管廊结构墙角处刚度较大导致其振动响应程度较弱, 而墙面中部区域节点振动合速度可达到0.4 m/s。满仓燃气爆炸工况下, 管廊结构局部混凝土产生贯穿裂纹, 但并未出现整体结构性损坏。

地面振动是爆破作业过程中最严重、最复杂的环境问题之一。爆破振动会对预留的边坡和构筑物产生不利影响, 从而影响建筑物结构的完整性。因此, 在爆破过程中准确预测地面振动具有重要意义。研究的主要目的是对矿山爆破引起的地面振动进行高精度预测, 以减少地面振动对周围环境的影响。为此, 提出神经网络(ANN)模型用于前白枣山铁矿爆破振动预测。研究中收集了前白枣山铁矿29次生产爆破振动数据,并建立了8个ANN模型用于PPV预测。为了评价所建立的网络, 选择决定系数(R2)、Root Mean Squared Error(RMSE)和Mean Square Error(MSE)作为网络性能评价指标。比较发现结构为2-6-1的网络性能最佳, R2为0.92、RMSE为0.4、MSE为0.23。为了证明ANN预测方法的优越性, 使用4种常用的经验模型和多元线性回归(MLR)模型预测PPV。结果表明: 与经验模型和MLR模型相比, ANN模型具有更好的预测性能。

为提高爆破振动信号时频分析精度, 引入一种基于傅里叶分解(FDM)的时频分析方法。首先, 基于FDM理论对原始仿真信号进行分解, 计算模态分量与原始信号相关系数及其能量占比, 从而筛选优势分量。然后, 对筛选所得分量进行Hilbert变换, 求取时频谱。同时, 基于EMD方法、EEMD方法、CEEMDAN方法对原始仿真信号进行分解, 利用能量占比理论评价分解结果的模态混叠效应, 利用Hilbert变换求取对应时频谱, 比较四种方法时频谱分辨率。最后, 将该方法用于实测爆破振动信号时频分析。结果表明: FDM可以有效解决模态混叠问题, 且其分解结果经Hilbert变换所得时频谱具有良好分辨率, 有利于提取爆破振动信号局部细节特征, 有助于获取爆破振动信号时间-频率-能量三者之间联系, 提高隧道爆破振动信号时频分析准确度。

针对某矿山破碎站基坑爆破后, 残留根底过多及施工过程发生基坑边坡倾倒型破坏等系列问题, 采取爆破方式进行排险及处理根底。对基坑边坡破坏模式分析、结合现场地质构造对倾倒型进行原因分析, 提出三种可行爆破技术方案, 经排险方案的分析论证, 确定采用预裂爆破方式进行半台阶爆破, 将西坡危岩与台阶水平裂隙处切断, 同时将基坑翻卸平台同时纳入首次爆破中, 基坑内部根底纳入第二阶段爆破。施工过程中结合施工条件合理选择穿孔设备、有效提高施工效率降低穿孔成本, 合理采用方案一、二的部分措施处理基坑西南转角根底问题, 有效减少第二阶段边坡钻机工程量、提高施工效率。采用空气间隔技术、微差起爆技术、及专利技术《一种深孔预裂爆破装药结构》,提出片炮方案, 在不影响边坡整体稳定性情况下, 解决了施工过程中出现北坡欠界问题。通过精细化施工, 顺利排除险情, 并解决了基底根底问题, 为后续施工创造良好施工条件, 缩短建设工期, 节约建设投资。

露天深孔爆破粉尘量大、污染范围广, 研究高效合理的爆破降尘技术是绿色矿山建设的当务之急。论文通过现场试验, 揭示露天深孔台阶爆破的粉尘来源主要有: 炮孔填塞物冲孔、岩石破裂及粉碎和临空面抛散三个部位, 粉尘产量与地下水、岩性、爆破方式密切相关。为此, 有针对性地设计了水袋封堵炮孔、爆区顶面和抛掷前方水袋爆炸成雾的立体水雾降尘模型。通过水袋爆炸成雾的专项试验, 得出合理的水袋爆炸成雾设计参数, 水袋爆炸的最佳炸药单耗为0.4～0.5 kg/m3。现场试验应用表明, 合理的水袋间距为5~10 m、水袋比炮孔爆炸延时1.0~1.5 s, 孔口水袋封堵长度4 m以内。综合试验效果使爆破粉尘浓度降低了50%以上, 爆炸水雾降尘方法简易、效果明显。

在矿山爆破开采中, 爆破滚石控制是安全生产的重要保障。依托于长九神山灰岩矿, 采用理论分析和模型研究相结合的方法, 阐述了矿山露天爆破开采过程中滚石产生的机理, 建立了简化的边坡滚石运动学模型, 计算了不同开挖高程下的滚石运动距离并预测了影响范围。结果表明: 在无防护措施时, 滚石最大运动距离可以达到150 m以上, 影响范围覆盖部分民房、农田及公路, 对矿区周边居民生产生活带来安全隐患。基于此, 针对长九神山矿的工程实际及生产需求, 研究了爆破开采过程中的滚石控制措施, 提出了预留岩墙的微差松动爆破方案, 辅以挡石墙和截石沟对滚石进行拦截, 分别从源头上和运动过程中对滚石运动危害进行控制; 同时, 设立了合理的警戒范围, 在矿权线300 m范围内采取搬迁措施。该技术为复杂环境下工程爆破滚石的有效防护提供了参考。

安全关系到爆破企业能否可持续发展。为了研究精细爆破条件下安全管理转型路径以及爆破公司安全管理的优化升级, 基于管理目标、方法和对象的新变化, 分析了系统性安全管理“三高”特征：安全对技术高度依赖; 政府、社会高度参与; 安全责任高度细分。结果表明：建立提出精细爆破综合评估标准体系是实现从控制性管理到系统性管理的转型的有效手段, 要注重标准的遴选和稳定性, 更要注重标准的研发; 精心施工的条件建设要采用性能优良的设备和技术, 更要注重以信任和责任为核心的企业文化建设, 尤其不能忽视一线职工的心理疏导和人文关怀; 系统性管理的安全管理范围更广, 必须建立多主体的精细爆破组织实施模式, 突出技术要素的基础性作用, 突破公司单一主体, 在组织领导、施工技术、综合协调和应急救援等多个环节强调责任落实的体系化。

为了研究列车进出站的环境振动特征, 验证理论研究结果, 利用实测的地铁进、出站振动数据, 并结合列车进、出站的加速度变化模型, 在时域上统计列车振动波形的峰值、幅值变化和持续时间特征, 在频域上分析列车振动波形的频率分布和加速度振级特征。结果表明：列车出站振动峰值有大于进站振动峰值的趋势;轨道减振措施使竖向高频振动分量受到衰减, 而水平方向的高频分量保留, 从而导致列车运行速度较低时竖向与水平向振动峰值相近; 不同测点的加速度振级在多个频点出现差异, 但对同一个位置的振动来说, 监测到的进站和出站的加速度振级曲线十分相似; 经对比, 实测分析结果与理论研究成果相符。