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赴美国参加第43届炸药和爆破技术年会总结报告

2017-02-02 10:37:24.0 责任编辑:崔玮娜

1. 前言

为适应我国工程爆破和民用爆破器材事业飞速发展需要,增进与国际爆破行业学术交流与技术合作,中国爆破行业协会组团于2017年1月29日赴美国奥兰多市参加第43届炸药和爆破技术年会。通过学术交流和展会参观,大家对炸药与爆破技术的研究现状与未来发展有了更进一步了解,达到了预期的学习考察目的。

2.  第四十三届炸药和爆破技术年会

2.1  会议介绍

第43届炸药和爆破技术年会于2017年1月29日至2月1日在美国奥兰多加勒比皇家酒店召开。会议由美国爆破工程师协会International Society of Explosives Engineers(ISEE)主办。来自中国、日本、印度、加拿大、俄罗斯、葡萄牙、土耳其、英国、德国、西班牙、新加坡、澳大利亚、南非等23个国家和地区的1600余位专家学者、工程技术和科研人员参加了本次会议。

大会共分为两部分:开幕式和分组讨论会。开幕式由ISEE会议主席Jack Eloranta先生主持并作主题发言,ISEE执行理事J. Winston Forde先生以及美国国家矿产资源信息中心(National Minerals information Center)主任Steven M. Fortier先生分别致欢迎词。讨论会分为13个小组,与会代表分别就爆破前沿技术、现场爆破、爆破优化、爆破振动、爆破安全、爆破破岩、爆破建模、矿山爆破、井下爆破、化学炸药、爆破理论、爆堆与可挖性分析、炸药分析等方面发表论文,并深入细致开展研讨。会议交流的所有论文研究水平高,涉及面广,体现了近年来国际爆破科研发展的最新成果。

会议期间,Nelson Brothers、LED Corporation、Austin International, Inc.、Sauls Seismic、Tread Corporation、Tradestar 等116家有关炸药与爆破技术的企业参展。

2.2  会议报告

2.2.1  报告情况

本次会议总共收录61篇高水平论文,所有论文均被邀请做书面报告。根据报告内容,分成13个不同研究方向的讨论组进行PPT汇报。

2.2.2  报告内容

(1)爆破前沿技术研究

代表论文有:Optimized Drilling Through Automation 通过自动化技术实现钻孔优化

全球商业发展专家Kevin Landey 等阐述了自动化技术在爆破钻孔中实现的意义及趋势。通过某露天铁矿的工程应用,表明了自动化钻孔能够将设备利用率提高27%,每米钻孔效率提高46%。此外,自动化钻孔能够获得更好的爆堆效果,提高生产效率、控制台阶形状并且保证爆破安全。

(2)现场爆破研究方向

代表论文有:Shaping the Panama Canal by Blasting 巴拿马运河成型爆破

MAXAM民用爆炸物品公司技术工程师Paulo等详细介绍了MAXAM公司在巴拿马运河成型爆破项目上的爆破设计、爆破解决方案和具体爆破开挖流程。巴拿马运河成型爆破历时6年,总共爆破3000余次,爆破方量达到3100万方,其中包括大量的水下爆破和河岸岩石爆破。通过合理的方案设计及爆破施工,成功防止飞石飞入巴拿马运河,保障了岸基现浇混凝土不受爆破损伤影响。

Controlled Blasting Technology for Tunnel Crossing Under High-speed Rail in Small Distance 小间距下穿高铁隧道控制爆破技术

重庆城建控股有限公司的孟祥栋教授等以下穿兰渝线龙凤隧道的泄水洞为例,介绍了距上方运营客运专线仅5米时的爆破方法、爆破参数、起爆方式和电子雷管起爆时差。实践表明,工程爆破效果良好,振动控制有效,保证了泄水洞在雨季前贯通。可为类似工程作为参考。

(3)爆破优化研究方向

代表论文有:Electronic Blast Initiation Sequencing-Designing for Productivity 数码电子雷管起爆顺序设计对爆破开挖生产效率的影响

澳大利亚Davey Bickford 公司的钻爆工程师Greg Wyartt 介绍了在澳大利亚某露天铁矿上使用数码电子雷管的情况,对比了数码电子雷管使用矢量起爆延时顺序和交互式起爆延时顺序爆破后的效果。研究结果表明:当采用交互式起爆延时顺序时,其岩石破碎块度减小了32%。而(IDR)瞬时开挖率较采用矢量起爆岩石顺序爆破时提升了14%。此外,交互式延时爆破能够有效改善爆堆形状、保护边坡安全、减少爆破成本。

(4)爆破振动研究方向

代表论文有: Effect of Blasting Vibrations from Deck Blasts on Pit Wall Stability 露天爆破振动对边坡稳定性的影响研究

加拿大多伦多大学的B. Mohanty 等在某矿山上进行单孔爆破试验,在155毫米炮孔装填130公斤乳化炸药,孔内42毫秒延时爆破,研究了爆破振动对边坡失效影响的机理。此外,利用离散元(PFC2D)软件建立了均质岩体和含45度节理裂隙发育的岩体爆破模型,研究了爆破荷载作用下裂隙发展机理。研究结果表明:离散元模拟软件(PFC2D)能够有效研究和预测爆破荷载作用下边坡的失稳机理,达到保护边坡稳定性的目的。

(5)爆破安全研究方向

代表论文有:Simulation of the Rock with Karst Caves under Blasting Load 爆破荷载作用下含喀斯特溶洞岩体的数值模拟

贵州新联爆破工程集团有限公司的陶铁军等利用动力有限元ANSYS/LS-DYNA软件建立了爆炸荷载下含喀斯特溶洞岩体的三维数值模型,结果表明:喀斯特溶洞的存在对于爆炸应力波传播路径及幅值具有重要影响。通过建立含不同形状的喀斯特溶洞岩体模型,模拟结果表明:相比于正方形溶洞,圆形溶洞的岩体拥有更高的抵抗爆破应力冲击的能力。

(6)爆破理论研究方向

代表论文有:Shock Physics Theory of Air-Deck Behavior during Rock Blasting 空气间隔爆破作用下冲击波传播性质理论研究

美国奥瑞凯公司的Ruilin Yang等对空气间隔爆破作用下孔内爆破冲击波的传播性能进行了理论研究。研究结果表明:采用空气间隔爆破时,其孔内冲击波压力仅为炸药爆压的1%。此外,采用AUTODYN软件对空气间隔爆破进行了数值模拟。结果表明:冲击波压力沿着空气间隔器轴向衰减较快,虽然在炮孔底部由于反射有短暂叠加,但是总的爆生压力仍然不足以较好地破碎岩石。

(7)地下爆破研究方向

代表论文有:How to Achieve 100% of Advance in Tunnel 如何实现隧道爆破的百分百进尺

DNA-Blast公司的Eng.Thierry Bernard等介绍了如何利用专业软件、合理设计、精心施工实现隧道爆破的百分百进尺效率,即在不超挖的情况下,实现百分百进尺。现场爆破实践表明,该爆破方法能够有效保证进尺的精确性,减小爆破施工成本,保护隧道轮廓面完整。

(8)爆破施工区域研究方向

代表论文有:Best Practices Guide for Urban Blasting Operations in British Columbia 英国哥伦比亚城市爆破的成功实践经验

英国的R.Elliott 等详细介绍了在英国哥伦比亚城市进行爆破施工的成功经验,在控制爆破振动、飞石、噪音等方面取得了较好成果。同时对需要保护的建、构筑物进行了有效防护。

(9)炸药化学研究方向

代表论文有:Development of Ammonium Nitrate-Free Mining Explosives 不含硝酸铵矿用炸药的发展状况

澳大利亚昆士兰大学的Miguel Araos 等基于澳大利亚煤炭协会研究项目研究了利用潜在氧化剂替代硝酸铵来制造矿用炸药的可能性。研究结果表明:利用过氧化氢和硝酸钠制备的炸药,其爆速可达2000至5000米/秒,直径为50至102毫米,密度为0.5至1.4克/毫升。现场实践表明,该矿用炸药完全可以满足爆破使用。

(10)爆炸危害研究方向

代表论文为:Application of Event Tree Analysis to Explosive Terrorism Risk 应用事件树分析恐怖主义爆炸风险

巴尔特纪念研究所的Brian Hawkins等介绍了目前恐怖主义爆炸的严峻形势以及研究恐怖主义爆炸特点的重要意义。通过事件树分析大量恐怖主义爆炸事件,建立以威胁、自愿、结果等因素的事件树,预测并减小爆炸事件发生。

(11)炸药分析研究方向

代表论文为:Study of the detonation Process of Novel Hydrogen Peroxide Based Explosive Using High Speed Video 基于高速摄影法研究炸药-过氧化氢制备的爆轰过程

澳大利亚昆士兰大学的Miguel Araos 等详细介绍了利用高速摄像机捕捉非理想炸药的爆轰过程,该技术采用过氧化氢和硝酸钠来代替硝酸铵制备矿用炸药,通过改变炸药的直径、爆速、密度等来分析不同条件下炸药爆轰的动态过程。研究表明:通过高速摄影研究炸药性能的方式具有可行性。

(12)岩石破碎及可挖性研究方向

代表论文有:Factors Governing the Muck pile Characteristics 影响爆堆分布特征的因素研究

加拿大劳伦特大学的S.Paul Singh等通过现场试验(19次现场爆破监测)对比分析,得出爆堆分布特征主要有偏态分布、抛掷距离、爆堆高度、平整度、膨胀系数等。而影响爆堆部分特征的因素主要:爆破孔距、抵抗线长度、炸药能量、起爆顺序等。

(13)振动分析研究方向

代表论文有:Spectral Division Deconvolution of Blast vibration Signals for Signature Estimation利用光谱分裂反褶积方法预测爆破振动信号

美国肯塔基大学的Lifeng Li 等介绍了如何利用光谱分裂反褶积方法来预测爆破振动信号,从而达到减小爆破振动的目的。

3.  收获和体会

(1)通过组团参加第43届炸药和爆破技术年会,增进了中国爆破行业协会与美国爆破工程师协会乃至世界各国爆破行业协会的联系,增进了对国际爆破工程领域发展的了解,对由中国爆破行业协会组织召开的亚洲太平洋地区爆破技术研讨会暨国际岩石破碎物理问题学术会议非常有益。

(2)第43届炸药和爆破技术年会的报告内容非常有深度,体现了爆破工程领域最前沿的研究状况和未来发展趋势。通过学术交流和展会参观,对国际炸药与爆破技术的研究现状与未来发展有了更进一步了解,对我国爆破企业技术研发和海外市场拓展具有一定促进作用。

(3)本次会议上中国爆破行业协会成功组织提交和汇报了两篇论文,受到了参会代表的广泛关注。近年来,我国在爆破理论和技术方面取得了很多成绩,国际爆破行业对我国的爆破理论和技术也十分感兴趣,建议下次会议时多组织相关专家、高校教授和想要开发海外市场的企业认真准备稿件并到会交流,进一步促进我国爆破行业与国际爆破行业的交流与融合。

(4)本次会议除技术报告和展会外,还有很多其他活动,如会前的爆破培训、爆破视频展、学生企业联谊会和会议期间的拍卖会等。本次会议新增的无声拍卖会,为炸药工程师学会教育基金会筹集了9800多美金,将作为国际炸药工程师学会奖学金,奖励给全球从事爆破行业的在校大学生。建议我国借鉴其灵活的办会风格和丰富的会议活动,在服务好政府和企业的同时,增加对在校学生培养和行业人才输送。

 

(贵州新联爆破工程集团有限公司   陶铁军)