延期时间对逐孔预裂爆破振动衰减规律的影响

王建国, 陶家龙, 石飞, 万再春. 延期时间对逐孔预裂爆破振动衰减规律的影响[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(4): 9-17. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.002
引用本文: 王建国, 陶家龙, 石飞, 万再春. 延期时间对逐孔预裂爆破振动衰减规律的影响[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(4): 9-17. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.002
WANG Jianguo, TAO Jialong, SHI Fei, WAN Zaichun. Effect of Delay Time on Attenuation Law of Blasting Vibration in Hole−by−hole Presplitting[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(4): 9-17. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.002
Citation: WANG Jianguo, TAO Jialong, SHI Fei, WAN Zaichun. Effect of Delay Time on Attenuation Law of Blasting Vibration in Hole−by−hole Presplitting[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(4): 9-17. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.002

延期时间对逐孔预裂爆破振动衰减规律的影响

  • 基金项目: 云南省重大科技专项(202202AG050014);云南省基础研究计划面上项目(202201AT070178)
详细信息
    作者简介: 王建国,1987年生,博士/博士后,硕士生导师。从事爆炸力学、岩石动态破碎与爆破技术研究。云南省“兴滇英才”青年人才,中国有色金属学会深地矿建与资源开发专委会委员,高级爆破工程技术人员,IJMST、矿业科学学报等期刊青年编委,《现代矿业》专家委员会委员。主持纵横科研项目10余项,发表SCI/EI论文40余篇,授权发明专利20余项,出版专著1部; 陶家龙(1996—),男,云南丽江人,硕士,研究方向为岩石破碎与爆破技术,E-mail:Wintetao@163.com
    通讯作者: 王建国(1987—),男,河南信阳人,博士,副教授,研究方向为岩石动力学、爆炸与冲击理论、爆破技术与应用,E-mail:wangjg0831@163.com
  • 中图分类号: TD235.1

Effect of Delay Time on Attenuation Law of Blasting Vibration in Hole−by−hole Presplitting

More Information
  • 为了获得逐孔预裂爆破的最优延期时间,基于Ansys/LS−Dyna有限元软件,结合现场实验研究了不同延期时间下逐孔预裂爆破的振动衰减规律,为实际工程应用提供了理论依据。结果表明:与齐发起爆相比,逐孔起爆可以有效地降低质点峰值振动速度(PPV),特别是预裂沟附近区域;随着延期时间的增大,萨道夫斯基公式的K值逐渐减小,而α值变化不大,当延期时间大于0.6TT为单孔爆破振动持续时间)时,Kα的值趋于稳定,接近于单孔爆破;校正系数β与延期时间成反比,最优延期时间应为0.6T~1.0T;逐孔预裂成缝后对主爆区的减振率大于齐发预裂爆破。

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  • 图 1  模型示意图

    Figure 1. 

    图 2  单孔爆破振动PPV

    Figure 2. 

    图 3  水平径向振动波形

    Figure 3. 

    图 4  不同延期时间下预裂爆破振动波形

    Figure 4. 

    图 5  不同延期时间下水平径向PPV

    Figure 5. 

    图 6  水平径向PPV一元线性回归

    Figure 6. 

    图 7  不同延期时间下β的变化

    Figure 7. 

    图 8  βn的一元线性回归

    Figure 8. 

    图 9  对比实验方案设计

    Figure 9. 

    图 10  装药结构示意图

    Figure 10. 

    图 11  测点不同方向一元线性回归

    Figure 11. 

    表 1  岩石材料及状态方程参数

    Table 1.  Rock material and equation of state parameters

    参数名称 数值 参数名称 数值
    密度R0/(g·cm−3) 2.6 损伤参数EFmin 0.01
    单轴抗压强度fc/MPa 154 压力参数Pcrush/MPa 51
    单轴抗拉强度T/MPa 12.2 压力参数μcrush 0.00162
    剪切模量G/GPa 28.7 压力参数Plock/GPa 1.2
    强度参数A 0.28 压力参数μlock 0.012
    强度参数B 2.5 压力参数K1/GPa 12
    强度参数C 0.00186 压力参数K2/GPa 25
    强度参数N 0.79 压力参数K3/GPa 42
    强度参数Smax 5.0 软件参数 1.0000×10−11
    损伤参数D1 0.04 软件参数FS 0.035
    损伤参数D2 1.0
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    表 2  炸药材料及状态方程参数

    Table 2.  Explosive materials and state equation parameters

    参数名称 数值 参数名称 数值
    密度ρ/(g·cm−3) 1.3 炸药常数ω 0.15
    爆速D/(m·s−1) 4500 炸药常数R1 4.2
    爆轰压力Pj/GPa 9.53 炸药常数R2 0.9
    炸药常数A/GPa 214.4 初始体积内能E0/(GJ·m−3) 3.87
    炸药常数B/GPa 0.182 相对体积V0 1.0
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    表 3  空气状态方程参数

    Table 3.  Air state equation parameters

    参数名称 数值 参数名称 数值
    密度ρ/(kg·m−3) 1.29 常量C4 0.4
    常量C0/MPa −1×10−6 常量C5 0.4
    常量C1 0.0 常量C6 0.0
    常量C2 0.0 单位体积内能E0/(MJ·m−3) 2.5×10−6
    常量C3 0.0 相对体积V0 1.0
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    表 4  炸药材料及状态方程参数

    Table 4.  Explosive materials and state equation parameters

    ρ/(g·cm−3)D/(m·s−1)A/GPaB/GPaR1R2ω
    1.34500214.40.1824.20.90.15
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    表 5  水平径向PPV拟合公式

    Table 5.  Horizontal radial PPV fitting formula

    延期时间 公式
    单孔
    Δt=0 ms
    Δt=1 ms
    Δt=3 ms
    Δt=6 ms
    Δt=10 ms
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    表 6  主爆区爆破参数

    Table 6.  Blasting parameters of main blasting area

    序号 技术名称 单位 数量 备注
    1 钻孔直径 mm 140
    2 底盘抵抗线 m 4
    3 工作台阶高度 m 10
    4 孔间距 m 4
    5 孔排距 m 4
    6 超深 m 2
    7 钻孔深度 m 10
    8 布孔方式 梅花形
    9 钻孔角度 ° 90 垂直孔
    10 钻孔排数 4
    11 装药结构 连续装药
    12 线装药密度 kg/m 10.1
    13 总孔深 m 1400
    14 孔口充填高度 m >3.0
    15 平均单孔装药量 kg/孔 56.9
    16 总孔数 130
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    表 7  预裂爆破区域爆破参数

    Table 7.  Blasting parameters of pre−splitting blasting area

    序号 参数名称 单位 数值 备注
    1 预裂孔孔径 mm 115
    2 不耦合系数 3.59
    3 孔距 m 1.2
    4 孔深 m 10
    5 超深 m 2
    6 总孔深 m 12
    7 钻孔角度 ° 90
    8 填塞长度 m 3
    9 线装药密度 kg/m 0.9
    10 单孔装药量 kg 9 2卷Φ90+24卷Φ32
    11 装药结构 线性连续装药
    12 总孔数 20 10个齐发预裂孔,
    10个逐孔预裂孔
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    表 8  测振仪所测PPV数据

    Table 8.  Data measured by vibrometer /(cm·s−1)

    测点方向 1号测点 2号测点 3号测点 4号测点 5号测点
    X 3.28 0.91 0.43 0.28 0.15
    Y 3.73 1.78 0.67 0.40 0.28
    Z 7.33 1.57 0.78 0.49 0.34
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    表 9  1号和5号数据对比

    Table 9.  Comparison of No.1 and No.5 data

    测点 方向 爆心距/m 计算爆破振动
    /(cm·s−1)
    实测爆破振动
    /(cm·s−1)
    减振率
    /%
    1号 X 14 16.45 12.145 26
    Y 14 14.58 13.409 8
    Z 14 15.5 15.010 3
    5号 X 14 16.45 5.772 65
    Y 14 14.58 3.168 78
    Z 14 15.5 8.636 44
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出版历程
收稿日期:  2024-04-09
刊出日期:  2024-08-15

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