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赴美國參加第43屆炸藥和爆破技術年會總結報告

2017-02-02 10:37:24 責任編輯:崔瑋娜

1. 前言

為適應我國工程爆破和民用爆破器材事業飛速發展需要,增進與國際爆破行業學術交流與技術合作,中國爆破行業協會組團于2017年1月29日赴美國奧蘭多市參加第43屆炸藥和爆破技術年會。通過學術交流和展會參觀,大家對炸藥與爆破技術的研究現狀與未來發展有了更進一步了解,達到了預期的學習考察目的。

2.  第四十三屆炸藥和爆破技術年會

2.1  會議介紹

第43屆炸藥和爆破技術年會于2017年1月29日至2月1日在美國奧蘭多加勒比皇家酒店召開。會議由美國爆破工程師協會International Society of Explosives Engineers(ISEE)主辦。來自中國、日本、印度、加拿大、俄羅斯、葡萄牙、土耳其、英國、德國、西班牙、新加坡、澳大利亞、南非等23個國家和地區的1600余位專家學者、工程技術和科研人員參加了本次會議。

大會共分為兩部分:開幕式和分組討論會。開幕式由ISEE會議主席Jack Eloranta先生主持并作主題發言,ISEE執行理事J. Winston Forde先生以及美國國家礦產資源信息中心(National Minerals information Center)主任Steven M. Fortier先生分別致歡迎詞。討論會分為13個小組,與會代表分別就爆破前沿技術、現場爆破、爆破優化、爆破振動、爆破安全、爆破破巖、爆破建模、礦山爆破、井下爆破、化學炸藥、爆破理論、爆堆與可挖性分析、炸藥分析等方面發表論文,并深入細致開展研討。會議交流的所有論文研究水平高,涉及面廣,體現了近年來國際爆破科研發展的最新成果。

會議期間,Nelson Brothers、LED Corporation、Austin International, Inc.、Sauls Seismic、Tread Corporation、Tradestar 等116家有關炸藥與爆破技術的企業參展。

2.2  會議報告

2.2.1  報告情況

本次會議總共收錄61篇高水平論文,所有論文均被邀請做書面報告。根據報告內容,分成13個不同研究方向的討論組進行PPT匯報。

2.2.2  報告內容

(1)爆破前沿技術研究

代表論文有:Optimized Drilling Through Automation 通過自動化技術實現鉆孔優化

全球商業發展專家Kevin Landey 等闡述了自動化技術在爆破鉆孔中實現的意義及趨勢。通過某露天鐵礦的工程應用,表明了自動化鉆孔能夠將設備利用率提高27%,每米鉆孔效率提高46%。此外,自動化鉆孔能夠獲得更好的爆堆效果,提高生產效率、控制臺階形狀并且保證爆破安全。

(2)現場爆破研究方向

代表論文有:Shaping the Panama Canal by Blasting 巴拿馬運河成型爆破

MAXAM民用爆炸物品公司技術工程師Paulo等詳細介紹了MAXAM公司在巴拿馬運河成型爆破項目上的爆破設計、爆破解決方案和具體爆破開挖流程。巴拿馬運河成型爆破歷時6年,總共爆破3000余次,爆破方量達到3100萬方,其中包括大量的水下爆破和河岸巖石爆破。通過合理的方案設計及爆破施工,成功防止飛石飛入巴拿馬運河,保障了岸基現澆混凝土不受爆破損傷影響。

Controlled Blasting Technology for Tunnel Crossing Under High-speed Rail in Small Distance 小間距下穿高鐵隧道控制爆破技術

重慶城建控股有限公司的孟祥棟教授等以下穿蘭渝線龍鳳隧道的泄水洞為例,介紹了距上方運營客運專線僅5米時的爆破方法、爆破參數、起爆方式和電子雷管起爆時差。實踐表明,工程爆破效果良好,振動控制有效,保證了泄水洞在雨季前貫通。可為類似工程作為參考。

(3)爆破優化研究方向

代表論文有:Electronic Blast Initiation Sequencing-Designing for Productivity 數碼電子雷管起爆順序設計對爆破開挖生產效率的影響

澳大利亞Davey Bickford 公司的鉆爆工程師Greg Wyartt 介紹了在澳大利亞某露天鐵礦上使用數碼電子雷管的情況,對比了數碼電子雷管使用矢量起爆延時順序和交互式起爆延時順序爆破后的效果。研究結果表明:當采用交互式起爆延時順序時,其巖石破碎塊度減小了32%。而(IDR)瞬時開挖率較采用矢量起爆巖石順序爆破時提升了14%。此外,交互式延時爆破能夠有效改善爆堆形狀、保護邊坡安全、減少爆破成本。

(4)爆破振動研究方向

代表論文有: Effect of Blasting Vibrations from Deck Blasts on Pit Wall Stability 露天爆破振動對邊坡穩定性的影響研究

加拿大多倫多大學的B. Mohanty 等在某礦山上進行單孔爆破試驗,在155毫米炮孔裝填130公斤乳化炸藥,孔內42毫秒延時爆破,研究了爆破振動對邊坡失效影響的機理。此外,利用離散元(PFC2D)軟件建立了均質巖體和含45度節理裂隙發育的巖體爆破模型,研究了爆破荷載作用下裂隙發展機理。研究結果表明:離散元模擬軟件(PFC2D)能夠有效研究和預測爆破荷載作用下邊坡的失穩機理,達到保護邊坡穩定性的目的。

(5)爆破安全研究方向

代表論文有:Simulation of the Rock with Karst Caves under Blasting Load 爆破荷載作用下含喀斯特溶洞巖體的數值模擬

貴州新聯爆破工程集團有限公司的陶鐵軍等利用動力有限元ANSYS/LS-DYNA軟件建立了爆炸荷載下含喀斯特溶洞巖體的三維數值模型,結果表明:喀斯特溶洞的存在對于爆炸應力波傳播路徑及幅值具有重要影響。通過建立含不同形狀的喀斯特溶洞巖體模型,模擬結果表明:相比于正方形溶洞,圓形溶洞的巖體擁有更高的抵抗爆破應力沖擊的能力。

(6)爆破理論研究方向

代表論文有:Shock Physics Theory of Air-Deck Behavior during Rock Blasting 空氣間隔爆破作用下沖擊波傳播性質理論研究

美國奧瑞凱公司的Ruilin Yang等對空氣間隔爆破作用下孔內爆破沖擊波的傳播性能進行了理論研究。研究結果表明:采用空氣間隔爆破時,其孔內沖擊波壓力僅為炸藥爆壓的1%。此外,采用AUTODYN軟件對空氣間隔爆破進行了數值模擬。結果表明:沖擊波壓力沿著空氣間隔器軸向衰減較快,雖然在炮孔底部由于反射有短暫疊加,但是總的爆生壓力仍然不足以較好地破碎巖石。

(7)地下爆破研究方向

代表論文有:How to Achieve 100% of Advance in Tunnel 如何實現隧道爆破的百分百進尺

DNA-Blast公司的Eng.Thierry Bernard等介紹了如何利用專業軟件、合理設計、精心施工實現隧道爆破的百分百進尺效率,即在不超挖的情況下,實現百分百進尺。現場爆破實踐表明,該爆破方法能夠有效保證進尺的精確性,減小爆破施工成本,保護隧道輪廓面完整。

(8)爆破施工區域研究方向

代表論文有:Best Practices Guide for Urban Blasting Operations in British Columbia 英國哥倫比亞城市爆破的成功實踐經驗

英國的R.Elliott 等詳細介紹了在英國哥倫比亞城市進行爆破施工的成功經驗,在控制爆破振動、飛石、噪音等方面取得了較好成果。同時對需要保護的建、構筑物進行了有效防護。

(9)炸藥化學研究方向

代表論文有:Development of Ammonium Nitrate-Free Mining Explosives 不含硝酸銨礦用炸藥的發展狀況

澳大利亞昆士蘭大學的Miguel Araos 等基于澳大利亞煤炭協會研究項目研究了利用潛在氧化劑替代硝酸銨來制造礦用炸藥的可能性。研究結果表明:利用過氧化氫和硝酸鈉制備的炸藥,其爆速可達2000至5000米/秒,直徑為50至102毫米,密度為0.5至1.4克/毫升。現場實踐表明,該礦用炸藥完全可以滿足爆破使用。

(10)爆炸危害研究方向

代表論文為:Application of Event Tree Analysis to Explosive Terrorism Risk 應用事件樹分析恐怖主義爆炸風險

巴爾特紀念研究所的Brian Hawkins等介紹了目前恐怖主義爆炸的嚴峻形勢以及研究恐怖主義爆炸特點的重要意義。通過事件樹分析大量恐怖主義爆炸事件,建立以威脅、自愿、結果等因素的事件樹,預測并減小爆炸事件發生。

(11)炸藥分析研究方向

代表論文為:Study of the detonation Process of Novel Hydrogen Peroxide Based Explosive Using High Speed Video 基于高速攝影法研究炸藥-過氧化氫制備的爆轟過程

澳大利亞昆士蘭大學的Miguel Araos 等詳細介紹了利用高速攝像機捕捉非理想炸藥的爆轟過程,該技術采用過氧化氫和硝酸鈉來代替硝酸銨制備礦用炸藥,通過改變炸藥的直徑、爆速、密度等來分析不同條件下炸藥爆轟的動態過程。研究表明:通過高速攝影研究炸藥性能的方式具有可行性。

(12)巖石破碎及可挖性研究方向

代表論文有:Factors Governing the Muck pile Characteristics 影響爆堆分布特征的因素研究

加拿大勞倫特大學的S.Paul Singh等通過現場試驗(19次現場爆破監測)對比分析,得出爆堆分布特征主要有偏態分布、拋擲距離、爆堆高度、平整度、膨脹系數等。而影響爆堆部分特征的因素主要:爆破孔距、抵抗線長度、炸藥能量、起爆順序等。

(13)振動分析研究方向

代表論文有:Spectral Division Deconvolution of Blast vibration Signals for Signature Estimation利用光譜分裂反褶積方法預測爆破振動信號

美國肯塔基大學的Lifeng Li 等介紹了如何利用光譜分裂反褶積方法來預測爆破振動信號,從而達到減小爆破振動的目的。

3.  收獲和體會

(1)通過組團參加第43屆炸藥和爆破技術年會,增進了中國爆破行業協會與美國爆破工程師協會乃至世界各國爆破行業協會的聯系,增進了對國際爆破工程領域發展的了解,對由中國爆破行業協會組織召開的亞洲太平洋地區爆破技術研討會暨國際巖石破碎物理問題學術會議非常有益。

(2)第43屆炸藥和爆破技術年會的報告內容非常有深度,體現了爆破工程領域最前沿的研究狀況和未來發展趨勢。通過學術交流和展會參觀,對國際炸藥與爆破技術的研究現狀與未來發展有了更進一步了解,對我國爆破企業技術研發和海外市場拓展具有一定促進作用。

(3)本次會議上中國爆破行業協會成功組織提交和匯報了兩篇論文,受到了參會代表的廣泛關注。近年來,我國在爆破理論和技術方面取得了很多成績,國際爆破行業對我國的爆破理論和技術也十分感興趣,建議下次會議時多組織相關專家、高校教授和想要開發海外市場的企業認真準備稿件并到會交流,進一步促進我國爆破行業與國際爆破行業的交流與融合。

(4)本次會議除技術報告和展會外,還有很多其他活動,如會前的爆破培訓、爆破視頻展、學生企業聯誼會和會議期間的拍賣會等。本次會議新增的無聲拍賣會,為炸藥工程師學會教育基金會籌集了9800多美金,將作為國際炸藥工程師學會獎學金,獎勵給全球從事爆破行業的在校大學生。建議我國借鑒其靈活的辦會風格和豐富的會議活動,在服務好政府和企業的同時,增加對在校學生培養和行業人才輸送。

 

(貴州新聯爆破工程集團有限公司   陶鐵軍)