特殊賦存條件岩石爆破理論與技術

第1章 緒論1
1.1 引言1
1.2 國內外岩石爆破技術現狀2
1.2.1 爆破器材研制生產進展2
1.2.2 岩石爆破理論進展2
1.2.3 地下工程挖掘爆破技術3
1.2.4 岩石定向斷裂控制爆破技術4
第2章 岩石爆破作用理論基礎6
2.1 岩石爆破作用6
2.1.1 爆破過程6
2.1.2 內部作用6
2.1.3 外部作用10
2.2 岩石中的爆炸應力波12
2.2.1 沖擊波15
2.2.2 應力波16
2.2.3 地震波20
第3章 單自由面岩石掏槽爆破理論模型23
3.1 單自由面岩石爆破掏槽類型與形式23
3.1.1 斜眼掏槽方式23
3.1.2 直眼掏槽方式26
3.1.3 混合掏槽方式29
3.1.4 分階掏槽與分段掏槽30
3.2 掏槽爆破岩體破壞機理研究30
3.2.1 掏槽爆破岩體破壞的原因30
3.2.2 岩體爆破破壞的判據31
3.2.3 掏槽區細觀損傷岩體的破壞過程分析31
3.3 掏槽腔堵塞部分的破壞運動機理34
3.3.1 堵塞部分的破壞機理34
3.3.2 堵塞部分破碎岩塊的運動34
3.4 掏槽腔內的岩塊受力分析與運動模型34
3.4.1 掏槽腔內岩塊的受力狀況34
3.4.2 掏槽腔壁的摩擦作用37
3.4.3 掏槽腔內的兩相流動模型38
第4章 岩石掏槽爆破過程數值模擬研究41
4.1 岩石掏槽爆破數值模型的建立41
4.1.1 數值模型工程概況41
4.1.2 單元類型與材料模型41
4.1.3 數值計算模型建立43
4.2 岩石掏槽爆破數值模擬過程及分析45
4.2.1 計算方法分析45
4.2.2 不同數量炮孔下的爆破規律研究46
4.2.3 不同岩石性質條件下同種炸藥的爆破效果55
4.2.4 有中心拋渣孔的掏槽爆破數值模擬58
4.2.5 楔形掏槽爆破岩體破壞過程數值模擬61
第5章 節理裂隙岩體爆破效果預測研究63
5.1 爆生氣體在節理裂隙岩體破壞中的作用63
5.1.1 在氣體壓力作用下岩體內部的應力狀態63
5.1.2 爆生氣體對裂隙的擴展作用64
5.1.3 爆生氣體對破碎岩塊的運動作用65
5.2 節理裂隙對爆破破碎的影響66
5.2.1 節理裂隙對岩體強度的影響66
5.2.2 節理裂隙對應力波傳播的影響66
5.2.3 節理裂隙對岩體爆破質量的影響69
5.3 節理裂隙岩體的動態損傷演化模型69
5.3.1 節理裂隙岩體初始損傷的測試69
5.3.2 節理裂隙岩體損傷演化模型描述72
5.4 損傷演化模型材料參數的確定76
5.4.1 節理裂隙岩體爆破破壞過程數值模擬77
5.4.2 模型建立77
5.4.3 節理岩體爆破屈服准則78
5.4.4 計算模型的無反射邊界條件與初始條件79
5.4.5 算例分析80
5.5 節理裂隙岩體爆破塊度和爆堆形狀的預測研究88
5.5.1 柱狀裝藥爆破拋擲初速度的計算88
5.5.2 節理裂隙岩體爆破塊度計算92
5.5.3 爆堆形狀預測研究95
5.6 實驗及其與理論的對比98
5.6.1 實驗模型的建立98
5.6.2 實驗過程101
5.6.3 爆破碎塊移動初速度的驗證與對比101
5.6.4 爆破后塊度分布與理論計算的對比105
5.6.5 爆堆形狀的預測與理論計算的對比107
第6章 巷道聚能切縫爆破裝置優化試驗研究及應用109
6.1 岩石定向斷裂控制爆破技術分類109
6.1.1 切槽孔岩石定向斷裂爆破技術109
6.1.2 聚能藥包岩石定向斷裂爆破技術110
6.1.3 切縫藥包定向斷裂爆破技術111
6.2 岩石聚能爆破機理研究112
6.2.1 光面爆破概述112
6.2.2 光面爆破基本原理112
6.3 聚能切縫管設計及地面試驗116
6.3.1 主要參數的確定116
6.3.2 聚能切縫管設計及試驗118
6.3.3 現場地面試驗118
6.4 一端封閉聚能切縫管在井下巷道中的實際應用120
6.4.1 工程概況120
6.4.2 原作業規程爆破設計121
6.4.3 試驗方法和流程123
6.4.4 現場試驗結果124
第7章 富含水下山巷道掘進爆破理論與試驗研究127
7.1 概述127
7.2 富含水炮孔爆破水介質作用機理分析及應用128
7.2.1 水下爆破原理和特點128
7.2.2 水下沖擊波基本理論130
7.2.3 水中爆炸沖擊波參數計算131
7.2.4 水體界面對水中沖擊波的影響131
7.2.5 水下爆炸氣泡脈動及參數計算131
7.2.6 淺水爆炸水噴和波浪效應132
7.3 含水炮孔爆破水介質作用分析132
7.3.1 炮孔底部水墊層作用132
7.3.2 炮孔水壓爆破作用133
7.3.3 水封作用134
7.3.4 水楔作用135
7.4 井下積水對下山巷道爆破震動的影響135
7.4.1 含水岩體中爆破速度計算135
7.4.2 裝藥結構137
7.5 現場試驗137
參考文獻140