露天深孔爆破炮孔填塞长度及填塞物运动规律的研究

论文摘要

炮孔填塞是爆破施工中的一个必要环节,它对爆破质量有着直接的影响。无填塞或填塞效果不好会产生大量飞石和有毒气体,并形成强烈的空气冲击波,造成人员伤亡。所以,炮孔填塞的研究对提高爆破效果和减少危害有着重要的意义。本文在矿山调研的基础上,结合国内外学者对炮孔填塞长度及填塞物运动规律的研究。介绍了决定炮孔填塞与否的因素,炮孔填塞的作用机理及不同填塞材料和有无填塞物对爆破效果的影响,并对填塞长度和填塞物运动规律做了详细深入的研究。本论文首先利用能量密度理论,推导出底盘抵抗线跟填塞长度的关系式。然后对在南芬和弓长岭铁矿用高速摄像仪拍摄的爆破过程进行分析,利用BLASTER’S MAS软件对填塞物冲出炮孔的过程进行追踪。对追踪过程中的数据进行统计,结合填塞物在孔内的运动规律。对填塞物整个运动过程进行了假设,即填塞物在冲出炮孔后的运动是分三段进行的,且每段达到最高点时都会使最高点达到一次速度峰值,并利用面积法对该理论进行了验证。最后利用牛顿第二定律对最下段填塞物进行受力分析,计算得出最下端填塞物所占的比例。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 研究内容和方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 本课题的研究成果和创新点
• 1.4.1 研究成果
• 1.4.2 创新点
• 第2章 水厂和司家营铁矿调研情况分析
• 2.1 调研背景
• 2.2 调研内容及分析
• 2.2.1 首钢水厂铁矿
• 2.2.2 河北钢铁集团矿业公司司家营铁矿
• 2.3 本章小结
• 第3章 炮孔填塞物的填塞作用
• 3.1 决定炮孔填塞与否的因素
• 3.1.1 爆破类型
• 3.1.2 被爆矿岩的性质及其边界条件
• 3.1.3 炸药爆速
• 3.1.4 炮孔直径
• 3.1.5 炮孔的装药系数
• 3.2 炸药对岩体的爆破作用
• 3.2.1 炸药在岩石中的爆破破坏过程
• 3.2.2 炸药在岩石中的破坏模式
• 3.3 填塞物的填塞作用
• 3.3.1 炮孔填塞增大岩体应力及应力作用时间
• 3.3.2 延长爆生气体的作用时间
• 3.3.3 保证炮孔内的炸药充分反应
• 3.3.4 可降低单位体积岩石炸药消耗量
• 3.4 不同填塞物的填塞效果不同
• 3.5 无填塞或填塞效果不好产生的影响
• 3.5.1 影响爆破效果
• 3.5.2 形成空气冲击波并造成危害
• 3.5.3 产生飞石
• 3.5.4 造成炸药发生不完全爆炸并产生大量有毒气体
• 3.6 本章小结
• 第4章 合理填塞长度的计算
• 4.1 根据能量密度原理
• 4.2 根据时间相等的原理
• 4.2.1 孔壁受到爆生气体的平均压力
• 4.2.2 填塞物整体运动
• 4.2.3 最优填塞长度的确定
• 4.3 本章小结
• 第5章 填塞物运动规律分析
• 5.1 填塞物填塞的认识及其在起爆过程中的作用机理
• 5.1.1 对填塞物填塞的理性认识
• 5.1.2 填塞物填塞作用
• 5.1.3 填塞物填塞作用机理
• 5.2 填塞物在炮孔内的运动规律
• 5.3 填塞物冲出炮孔后的运动过程分析
• 5.3.1 填塞物冲出炮孔后的高速摄像拍摄试验
• 5.3.2 运动过程分析
• 5.3.3 导出速度、时间、位移曲线图并统计规律
• 5.3.4 填塞物冲出炮孔过程分析
• 5.3.5 面积法对填塞物运动规律的验证
• 5.3.6 下段填塞物长度计算
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢