CN114741906B - 一种环状炮孔爆破参数的计算方法 - Google Patents
一种环状炮孔爆破参数的计算方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种环状炮孔爆破参数的计算方法,包括:基于无夹制自由面,建立相似试验模型,并通过相似试验模型得出试验装药参数和试验爆后空间形态;计算得出工程应用装药参数;计算得出工程应用爆后空间形态。本发明提高了计算和预测结果的准确性,大大降低了计算误差,进而避免了常规计算方法不准确导致的不必要的成本推高以及由于爆破参数的误差致使工程施工存在安全隐患问题。
Description
技术领域
本发明涉及爆破技术领域,更具体地说,涉及一种环状炮孔爆破参数的计算方法。
背景技术
环状炮孔,也称为环形炮孔,其构建方法是:在切割巷道中凿上向和下向炮孔,以切割天井为补偿空间进行爆破。矿房落矿是在矿房回采凿岩巷道中凿环形炮孔,并在堑沟巷道中凿上向扇形炮孔,然后同时爆破这两部分炮孔。
环状炮孔单层药包高效掏槽爆破,是以利文斯顿爆破漏斗理论和环状平行深孔应力场叠加原理为基础所进行的爆破方式。环状炮孔由处于同一圆环上且孔间距为2~15倍孔径的多个平行炮孔组成,各个炮孔(直径d)单层药包同时起爆,可等效为更大直径(等效直径D)单个炮孔单层药包对介质的爆破作用。该爆破方式,综合了环状炮孔单层药包的径向爆破能量增强效应和最佳埋深条件下的最大体积爆破漏斗,合理利用了爆破能量的最优条件。相对于等效单孔爆破,环状炮孔爆破形成的叠加应力场的峰值对介质作用的应力更大、时间更长、比能更强,有助于爆破中远区破碎作用的增加。
目前,环形炮孔单层药包的爆破参数,即装药参数、爆后空间形态只能均通过与其等效单孔的利文斯顿爆破漏斗试验进行确定;而实践表明,对于同等药量和埋深,相比等效单孔形成的圆锥形爆后空间,环状炮孔爆后空间呈圆台形,环状炮孔圆台的上表面和下表面面积均大于等效单孔圆锥,环状炮孔爆破漏斗体积成倍增加,炸药单耗显著降低。
因此,采用等效单孔的利文斯顿爆破漏斗试验推算环形炮孔的装药参数、爆后形态显然十分不合理,计算和预测结果不准确,误差大,导致工程应用成本出现不必要的提高,且爆破参数的误差致使工程施工存在安全隐患。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种环状炮孔爆破参数的计算方法,应用于环状炮孔的爆破工程应用条件下的工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态的计算,包括:
基于无夹制自由面,建立与所述爆破工程应用条件对应的环形炮孔单层药包的相似试验模型,并通过所述相似试验模型得出试验装药参数;
根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数;
根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态。
优选地,所述相似试验模型的装药量不大于等效单孔同埋深条件下标准爆破漏斗的装药量;并且,所述相似试验模型的埋深的取值不大于裂隙区扩展半径的1/2。
优选地,所述相似试验模型的试验模型条件与所述爆破工程应用条件构成对应相似关系;
所述对应相似关系为所述试验模型条件与所述爆破工程应用条件符合相似常数比例;
所述相似常数比例包括材料相似比值、几何相似比值和爆破动力相似比值;
其中,为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的试验炮孔直径;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔直径;所述为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的试验炮孔间距;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔间距;为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的孔数;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的孔数;
其中,n为炸药相似比换算系数,为所述试验模型条件中模型试验炸药爆力值与所述爆破工程应用条件中工程应用炸药爆力值的比值,即:;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗;为所述爆破工程应用条件中工程应用的工程炸药单耗。
优选地,所述工程应用装药参数包括工程最佳埋深和工程最优药量;
所述试验装药参数包括试验最佳埋深和试验最优药量;
所述根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数,包括:
根据所述试验最佳埋深和所述几何相似比值计算所述工程最佳埋深;
优选地,所述根据所述试验最佳埋深和所述几何相似比值计算所述工程最佳埋深,包括:
根据如下公式计算所述工程最佳埋深:
优选地,所述通过材料相似比值、几何相似比值、炸药相似比换算系数、所述试验最佳埋深、所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗、所述爆破工程应用条件中的工程小表面半径和工程大表面半径计算得出所述工程最优药量,包括:
其中,为所述爆破工程应用条件中工程小表面半径;为所述爆破工程应用条件中工程大表面半径;为所述试验模型条件中,试验模型材料的单轴抗压强度;为所述爆破工程应用条件中,工程应用爆破介质的单轴抗压强度;为所述试验模型条件中模型试验炸药爆力值;为所述爆破工程应用条件中工程应用炸药爆力值;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗。
优选地,所述工程应用爆后空间形态包括最大体积爆后圆台的工程高度、工程大表面半径和工程小表面半径;
所述根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态,包括:
根据所述试验最佳埋深、所述试验炮孔直径和所述工程炮孔直径计算所述工程高度;
通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;
通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径。
优选地,所述根据所述试验最佳埋深、所述试验炮孔直径和所述工程炮孔直径计算所述工程高度,包括:
优选地,所述通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径,包括:
优选地,所述通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径,包括:
其中,为所述试验模型条件下的试验最优药量;为所述爆破工程应用条件下的所述工程最佳埋深;为所述爆破工程应用条件下的所述试验最佳埋深;为所述爆破工程应用条件中工程小表面半径;为所述爆破工程应用条件中工程大表面半径;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗。
优选地,所述通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径,包括:
其中,为所述试验模型条件下的试验最优药量;为所述爆破工程应用条件下的所述试验最佳埋深;为所述爆破工程应用条件中工程小表面半径;为所述爆破工程应用条件中工程大表面半径;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗;为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的试验炮孔直径;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔直径。
本发明提供一种环状炮孔爆破参数的计算方法,包括:基于无夹制自由面,建立与所述爆破工程应用条件对应的环形炮孔单层药包的相似试验模型,并通过所述相似试验模型得出试验装药参数;根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数;根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态。本发明通过构建与爆破工程应用条件对应构成相似的环形炮孔单层药包的相似试验模型,从而计算得出相似试验模型的试验装药参数,并根据试验装药参数计算得出爆破工程应用条件下的爆破参数,即工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态,提高了计算和预测结果的准确性,大大降低了计算误差,进而避免了常规计算方法不准确导致的不必要的成本推高以及由于爆破参数的误差致使工程施工存在安全隐患问题。
附图说明
图1为本发明环状炮孔爆破参数的计算方法实施例涉及的硬件运行环境的结构示意图;
图2为本发明环状炮孔爆破参数的计算方法第1实施例的流程示意图;
图2a为等效单孔的等效示意图;
图2b为环状炮孔等效示意图;
图2c为环状炮孔布孔参数俯视图;
图2d为环状炮孔布孔参数剖面图;
图2e为环状炮孔装药结构及爆后空间形态;
图3为本发明环状炮孔爆破参数的计算方法第3实施例的流程示意图;
图4为本发明环状炮孔爆破参数的计算方法第4实施例的流程示意图;
图5为本发明环状炮孔爆破参数的计算装置的模块连接示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,是本发明实施例涉及的终端的硬件运行环境的结构示意图。
本发明所提供的环状炮孔爆破参数的计算系统,可以为PC,也可以是智能手机、平板电脑或者便携计算机等可移动式终端设备等。该环状炮孔爆破参数的计算系统中可以包括:处理器1001、例如CPU,网络接口1004、用户接口1003、存储器1005和通信总线1002。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏、输入单元比如键盘、遥控器,可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器,例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。可选地,环状炮孔爆破参数的计算系统还可以包括RF(RadioFrequency,射频)电路、音频电路、WiFi模块等等。此外,该环状炮孔爆破参数的计算系统还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器,在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解,图1中示出的环状炮孔爆破参数的计算系统并不构成对其的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。如图1所示,作为一种计算机可读存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据接口控制程序、网络连接程序以及环状炮孔爆破参数的计算程序。
本发明提供的一种环状炮孔爆破参数的计算方法。其中,所述方法通过构建与爆破工程应用条件对应构成相似的环形炮孔单层药包的相似试验模型,从而计算得出相似试验模型的试验装药参数,并根据试验装药参数计算得出爆破工程应用条件下的爆破参数,即工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态,提高了计算和预测结果的准确性,大大降低了计算误差。
实施例1:
参照图2,本发明第1实施例提供一种环状炮孔爆破参数的计算方法,应用于环状炮孔的爆破工程应用条件下的工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态的计算,包括:
步骤S100,基于无夹制自由面,建立与所述爆破工程应用条件对应的环形炮孔单层药包的相似试验模型,并通过所述相似试验模型得出试验装药参数。
上述,自由面(free face)被爆破的介质与空气接触的表面。爆破时,介质的破坏主要是因自由面上应力波反射转变成为拉伸波造成的,自由面越多,爆破效果越好。工程中,常利用有利的地形、地质构造(如裂隙、断层等)或者人为地制造多个自由面,以节省炸药量,提高爆破效果。
上述,无夹制自由面,为单自由面,且爆后圆台大、小表面均包含在爆破自由面内,不超出爆破自由面的范围。
上述,爆破相似,即爆破相似律,在工程爆破中,为了验证理论的正确,避免新技术应用中爆破参数的改变可能带来的不必要的损失和节省实验成本,需要进行对应的小型模型模拟试验来代替实际爆破。要使这些小比例的模型试验能真实地反映全尺寸原型的实际爆破情况,在实验中就必须遵守爆破模拟的相似律。
本实施例中,根据爆破相似律,针对于爆破工程应用,构建与其对应的模拟环境进行爆破模拟,即相似试验模型。
上述,爆破模拟就是通过研究便于实现的、物理上相似的小型模型的爆破现象来代替研究实际的爆破现象,就是利用模型爆破代替现场的实际爆破相似律,就是将模型试验现象变换成原型实际现象的法则,是利用小尺寸比例模型试验提供全尺寸原型实际数据的方法。
上述,爆破的装药参数,可以包括但不限于装药结构、装药密度、装药系数;其中,装药结构为炸药在炮眼中装填的状态,比如药包的品种、形状以及药包之间的位置关系等。例如根据装药品种可以包括单一装药和混合装药;按照装填状态,分为连续装药、间隔装药、耦合装药和不耦合装药。装药密度指的是单位体积内炸药的质量,其中装药密度可以等于炮孔装药质量与装药体积的比值。装药系数,指的是描述装药长度。该系数可以等于装药长度与炮孔长度的比值。在本实施例中,装药的密度,可以还包括装药量,而装药结构可以还包括装药所在孔位的深度。
上述,爆后空间形态,指的是药包爆炸后形成的空间形态。
上述,通过构建相似试验模型,并根据该相似试验模型,基于爆破相似律,可以得出对应的试验装药参数和试验爆后空间形态的数据结果。
步骤S200,根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数;
步骤S300,根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态。
上述,爆破工程应用条件,为实地进行爆破工程的应用条件,实地进行爆破的条件包括但不限于工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态。
本实施例中,采用与环形炮孔单层药包爆破工程应用的爆破工程应用条件对应相似的试验模型,即为相似试验模型,开展同等药量、不同埋深条件下一系列无夹制自由面爆破圆台试验,获取相似试验模型试验最大体积圆台对应的装药参数(最佳埋深和最优药量)和爆后空间形态(爆后圆台的高度和大、小表面尺寸)。
其中,相似试验模型的尺寸满足爆源与模型其他(除无夹制自由面之外的)表面的最小垂直距离大于爆破裂隙区扩展半径。
需要说明的是,环状炮孔单层药包高效掏槽爆破是以利文斯顿爆破漏斗理论和环状平行深孔应力场叠加原理为基础。环状炮孔由处于同一圆环上的孔间距为2~15倍孔径的多个平行孔组成,各个炮孔(直径d)单层药包同时起爆,可等效为更大直径(等效直径D)单个炮孔单层药包对介质的爆破作用(见图1)。它综合环状炮孔单层药包的径向爆破能量增强效应和最佳埋深条件下的最大体积爆破漏斗,合理利用了爆破能量的最优条件。
与等效单孔爆破(参考图2a)不同,环状炮孔(参考图2b)爆破形成的叠加应力场的峰值对介质作用的应力更大、时间更长、比能更强,有助于爆破中远区破碎作用的增加。N个直径为d的孔所组成的环状炮孔,其所等效的单孔直径D按下式计算:。
参考附图2a-2e,其中,2a展示了等效单孔的等效示意图,2b为对应的环状炮孔的等效示意图;2c、2d分别为环状炮孔的俯视图和剖面图,体现环形炮孔与试验模型的空间关系;2e为装药结构及爆后空间形态,主要体现环状炮孔药包形态及位置、爆后空间形态的空间关系。本发明通过构建与爆破工程应用条件对应构成相似的环形炮孔单层药包的相似试验模型,从而计算得出相似试验模型的试验装药参数,并根据试验装药参数计算得出爆破工程应用条件下的爆破参数,即工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态,提高了计算和预测结果的准确性,大大降低了计算误差,进而避免了常规计算方法不准确导致的不必要的成本推高以及由于爆破参数的误差致使工程施工存在安全隐患问题。
实施例2:
基于实施例1,本发明第2实施例提供一种环状炮孔爆破参数的计算方法,其中,所述相似试验模型的装药量不大于等效单孔同埋深条件下标准爆破漏斗的装药量;并且,所述相似试验模型的埋深的取值不大于裂隙区扩展半径的1/2。
上述,泊松比是指材料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的比值,也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。
上述,为粉碎区半径,一般为药包半径的2~3倍,m;为侧压系数,,无量纲;为孔壁初始冲击峰值压力,Pa;为等效单孔的炮孔半径,m;为动载时的静抗拉强度增大系数,一般为2~5,无量纲;为介质的静抗拉强度,Pa;为应力波衰减指数,,无量纲。
进一步的,所述相似试验模型的试验模型条件与所述爆破工程应用条件构成对应相似关系;
所述对应相似关系为所述试验模型条件与所述爆破工程应用条件符合相似常数比例;
所述相似常数比例包括材料相似比值、几何相似比值和爆破动力相似比值;
其中,为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的试验炮孔直径;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔直径;所述为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的试验炮孔间距;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔间距;为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的孔数;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的孔数;
其中,n为炸药相似比换算系数,为所述试验模型条件中模型试验炸药爆力值与所述爆破工程应用条件中工程应用炸药爆力值的比值,即:;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗;为所述爆破工程应用条件中工程应用的工程炸药单耗。
上述,相似对应关系,即为试验模型与实地的爆破工程应用符合爆破相似律,试验模型条件与爆破工程应用条件符合爆破相似,即两者构成相似对应关系。
上述,构成相似对应关系,即要求改相似实验模型符合相似常数比例,该相似常数比例为相似对应关系的条件。
上述,爆破动力相似比常数e为混凝土模型试验的炸药单耗与竖井实际矿岩掘进的炸药单耗的比值,即:;模型试验与现场竖井掘进爆破的炸药类型不同,不同炸药间应考虑“炸药爆破能量相似”,炸药相似比换算系数n为模型试验炸药爆力值与竖井实际矿岩掘进炸药爆力值的比值,即:;综合考虑爆破介质材料相似、炸药材料相似性,爆破动力相似常数e可表述为:。
材料相似比值、几何相似比值和爆破动力相似比值之间,符合π定理的函数关系,具体的,相似对应关系即模型与原型符合相似准则原理,符合材料相似比值、几何相似比值和爆破动力相似比值。按照模型律与相似准则原理,因变量的模型律和自变量的相似准则能够用这3个相似常数表示。如设原型下标为“o”(工程),模型下标为“m”(试验),则:
根据模型律与相似准则得:
由该模型试验的模型律和相似准则可以看出,模型与圆形间爆破破碎碎块度尺寸以及爆破深度取决于所选的相似常数k,当所有的自变量参数,满足上述相似准则时,模型与原型间的爆破块度尺寸即满足,爆破井筒的空间体积满足于。
实施例3:
参照图3,基于实施例2,本发明第3实施例提供一种环状炮孔爆破参数的计算方法。其中,所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数包括工程最佳埋深和工程最优药量。
所述相似试验模型的试验模型条件下的试验装药参数包括试验最佳埋深和试验最优药量。
所述步骤S200,根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数,包括:
步骤S210,根据所述试验最佳埋深和所述几何相似比值计算所述工程最佳埋深;
步骤S220,通过材料相似比值、几何相似比值、炸药相似比换算系数、所述试验最佳埋深、所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗、所述爆破工程应用条件中的工程小表面半径和工程大表面半径计算得出所述工程最优药量。
上述,所述工程最佳埋深和所述工程最优药量分别计算,步骤S210和步骤S220可以任意一个计算步骤前置,也可以同时进行。
进一步的,所述步骤S210,根据所述试验最佳埋深和所述几何相似比值计算所述工程最佳埋深,包括:
进一步的,所述步骤S220,通过材料相似比值、几何相似比值、炸药相似比换算系数、所述试验最佳埋深、所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗、所述爆破工程应用条件中的工程小表面半径和工程大表面半径计算得出所述工程最优药量,包括:
其中,为所述爆破工程应用条件中工程小表面半径;为所述爆破工程应用条件中工程大表面半径;为所述试验模型条件中,试验模型材料的单轴抗压强度;为所述爆破工程应用条件中,工程应用爆破介质的单轴抗压强度;为所述试验模型条件中模型试验炸药爆力值;为所述爆破工程应用条件中工程应用炸药爆力值;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗。
本实施例中,充分利用低成本、可重复的实验室相似模拟试验,通过试验最佳埋深和所述几何相似比值计算所述工程最佳埋深,并通过材料相似比值、几何相似比值、炸药相似比换算系数、试验最佳埋深、试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗、爆破工程应用条件中的工程小表面半径和工程大表面半径计算得出工程最优药量,从而计算得出工程应用装药参数,采用本实施例中的环形炮孔装药参数计算方法,即可能够以更高效更低成本方的方式获得现有技术种成本高昂、不可重复的工程应用的最佳埋深和最优药量。
实施例4:
参照图4,基于实施例2,本发明第4实施例提供一种环状炮孔爆破参数的计算方法。其中,所述工程应用爆后空间形态包括最大体积爆后圆台的工程高度、工程大表面半径和工程小表面半径;
本实施例中,进行针对于不同工程应用条件下环形炮孔单层药包最大体积爆后圆台的工程高度、工程大表面半径和工程小表面半径。
所述步骤S300,根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态,包括:
步骤S310,根据所述试验最佳埋深、所述试验炮孔直径和所述工程炮孔直径计算所述工程高度;
步骤S320,通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;
步骤S330,通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径。
上述,所述工程高度、所述工程小表面半径和所述工程大表面半径是分别进行3个数据的计算,本实施例中,步骤S310、320和330并不限定顺序,而是用于区分,3个步骤可以任意前置进行,也可以同时进行。
进一步的,所述步骤S310,根据所述试验最佳埋深、所述试验炮孔直径和所述工程炮孔直径计算所述工程高度,包括:
上述,无论对于相似试验模型的试验模型条件或爆破工程应用条件,其环形炮孔单层药包最大体积爆后圆台的高度(h试验/h工程)均等于药包的最佳埋深(W试验/W工程)。
进一步的,所述步骤S320,通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径,包括:
上述,无论对于相似试验模型的试验模型条件或爆破工程应用条件,环形炮孔单层药包最大体积爆后圆台的小表面半径(/)均等于炮孔强烈破碎区的外切圆半径,均可通过上述圈半径(/)、炮孔直径(/)的函数方程计算得出。
进一步的,所述步骤S330,通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径,包括:
其中,为所述试验模型条件下的试验最优药量;为所述爆破工程应用条件下的所述工程最佳埋深;为所述爆破工程应用条件下的所述试验最佳埋深;为所述爆破工程应用条件中工程小表面半径;为所述爆破工程应用条件中工程大表面半径;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗。其中,通过经典利文斯顿爆破漏斗试验得到:通过测试不同药包药量或不同药包埋深条件下对应的爆破漏斗体积,绘制曲线,计算得出试验模型的最优药量和最佳埋深。
此外,在另一种实施方试中,所述步骤S330,通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径,包括:
其中,为所述试验模型条件下的试验最优药量;为所述爆破工程应用条件下的所述试验最佳埋深;为所述爆破工程应用条件中工程小表面半径;为所述爆破工程应用条件中工程大表面半径;为所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗;为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的试验炮孔直径;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔直径。
上述,两个计算工程大表面半径的实施方试,分别针对不同的参数进行计算,实际应用时可根据所获得的参数进行选择不同的公式进行对应的计算,均可得出准确的工程大表面半径的值。通过低成本、可重复的实验室相似模拟试验,采用本实施例所述环状炮孔爆破参数的计算方法,即可容易获得高昂成本、不可重复的工程应用的最大体积爆后圆台的工程高度、工程大表面半径和工程小表面半径。
本实施例中,充分利用低成本、可重复的实验室相似模拟试验,通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径,采用本实施例中的环形炮孔装药参数计算方法,即可能够以更高效更低成本方的方式获得现有技术种成本高昂、不可重复的工程应用的最大体积爆后圆台的工程高度、工程大表面半径和工程小表面半径。
此外,参考图5,本实施例还提供一种环状炮孔爆破参数的计算装置,应用于环状炮孔的爆破工程应用条件下的工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态的计算,包括:
建模模块10,用于基于无夹制自由面,建立与所述爆破工程应用条件对应的环形炮孔单层药包的相似试验模型,并通过所述相似试验模型得出试验装药参数;
计算模块20,用于根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数;
所述计算模块20,还用于根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态。
此外,本实施例还提供一种环状炮孔爆破参数的计算系统,包括存储器以及处理器,所述存储器用于存储环状炮孔爆破参数的计算程序,所述处理器运行所述环状炮孔爆破参数的计算程序以使所述环状炮孔爆破参数的计算系统执行如上述所述的环状炮孔爆破参数的计算方法。
此外,本实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有环状炮孔爆破参数的计算程序,所述环状炮孔爆破参数的计算程序被处理器执行时实现如上述所述的环状炮孔爆破参数的计算方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种环状炮孔爆破参数的计算方法,应用于环状炮孔的爆破工程应用条件下的工程应用装药参数和工程应用爆后空间形态的计算,其特征在于,包括:
基于无夹制自由面,建立与所述爆破工程应用条件对应的环形炮孔单层药包的相似试验模型,并通过所述相似试验模型得出试验装药参数;
根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数;
根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态;
其中,所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数包括工程最佳埋深和工程最优药量;
所述相似试验模型的试验模型条件下的试验装药参数包括试验最佳埋深和试验最优药量;
根据所述试验装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用装药参数,包括:
根据所述试验最佳埋深和几何相似比值计算所述工程最佳埋深;
所述工程应用爆后空间形态包括最大体积爆后圆台的工程高度、工程大表面半径和工程小表面半径;
根据所述工程应用装药参数,计算得出与所述相似试验模型对应的所述爆破工程应用条件下的所述工程应用爆后空间形态,包括:
根据所述试验最佳埋深、试验炮孔直径和所述工程炮孔直径计算所述工程高度;
通过工程圈半径和工程炮孔直径计算得出所述工程小表面半径;
通过所述几何相似比值、试验最佳埋深、试验炸药单耗、所述试验最优药量、所述工程小表面半径计算得出所述工程大表面半径。
2.如权利要求1所述环状炮孔爆破参数的计算方法,其特征在于,所述相似试验模型的装药量不大于等效单孔同埋深条件下标准爆破漏斗的装药量;并且,所述相似试验模型的埋深的取值不大于裂隙区扩展半径的1/2。
4.如权利要求1所述环状炮孔爆破参数的计算方法,其特征在于,所述相似试验模型的试验模型条件与所述爆破工程应用条件构成对应相似关系;
所述对应相似关系为所述试验模型条件与所述爆破工程应用条件符合相似常数比例;
所述相似常数比例包括材料相似比值、所述几何相似比值和爆破动力相似比值;
其中,为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的所述试验炮孔直径;为所
述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮孔直径;所述为所述试验模型条件中试
验模型环状炮孔的试验炮孔间距;为所述爆破工程应用条件中工程应用炮孔的工程炮
孔间距;为所述试验模型条件中试验模型环状炮孔的孔数;为所述爆破工程应用
条件中工程应用炮孔的孔数;
6.如权利要求5所述环状炮孔爆破参数的计算方法,其特征在于,所述通过材料相似比值、几何相似比值、炸药相似比换算系数、所述试验最佳埋深、所述试验模型条件中模型试验的试验炸药单耗、所述爆破工程应用条件中的工程小表面半径和工程大表面半径计算得出所述工程最优药量,包括:
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