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可靠性高的起爆网路是确保控制爆破成功的关键所在

日期:2017-4-24作者:佚名编辑:wangli点击次数:65
销售价格:免费论文论文编号:lw201009080959363992论文字数:3520 
论文属性:职称论文论文地区:中国论文语种:中文 

摘要:随着现代化工业城市的迅速崛起,城市改建、环境改造、工业设施的大量重建和更新,大量采用“效率高、费用省、安全可靠”的控制爆破拆除手段.设计采用可靠性高的起爆网路是确保控制爆破成功的关键所在.

本文论述了起爆网路的可靠性研究现状与发展趋势.拆除控制爆破是在清除二战遗留建筑物的背景下兴起来的,现代高层建筑物的迅速发展为拆除控制爆破进一步提供了广阔的应用空间.爆破规模的扩大和爆破安全的“绝对”,使得起爆网路越来越复杂,且对其可靠性要有“绝对的”把握.因此,起爆网路特别是使用最为广泛的非电导爆管起爆网路的研究与应用越来越受到人们的重视.1 起爆网路可靠性理论研究目前,关于起爆网路可靠性的定义众说纷纭,但综合起来可描述如下:在正常设计、正常敷设和正常使用的条件下,仅考虑元件的可靠性及网路的设计形式,网路能完成起爆、延时等预定功能的能力.由于“完成预定功能”是一随机事件,故可用概率表示.于是,孟冲,姚尧等人提出了起爆网路可靠性的模糊定义[1]:设起爆网路有n个节点(或n个炮孔),并设随机变量X表示实施爆破后拒爆的结点数(或炮孔数)X的概率分布为P{X =k} =pk(K =0,1,2,…,n).设论域U = {0,1,2,…,n},令A~=“起爆网路完成起爆”是U上的一个模糊集,即A~∈[U].对于 k∈U,k对A~的隶属函数记为μA~(k),则模糊事件A~的模糊概率:P(A~) =∑μA(k)Pk,即为该网路能完成起爆的模糊可靠度.用模糊概率定义导爆管起爆网路的可靠性,可根据不同的爆破环境和实施条件,结合专家的经验和认识,选择合适的隶属函数进行计算.

但是,当网路的连接形式比较复杂且庞大时,离散型随机变量X(拒爆的结点数)的概率分布的计算比较繁琐.在起爆网路可靠性模糊概率定义的基础上,樊正复,姚尧等人对一些常见的典型网路进行了讨论,并给出了网路可靠性的计算公式,这些理论及数学计算公式为起爆网路进行计算机模拟提供了理论依据[2].同时,他们还将爆破网路中常见的一些典型形式化归成马尔可夫链的模型[3],利用马尔可夫链计算网路可靠性,即将具有马尔可夫性的基本典型网路,选择适当的随机变量,化成一个马尔可夫链,并给出其一步转移概率矩阵,继而用切普曼-柯尔莫哥洛夫方程由一步转移概率矩阵计算出n步转移概率矩阵,从而得出任一结点起爆的可靠度.运用运筹学的最小路理论,对复式交叉起爆网路的可靠度进行计算,可得出该起爆网路可靠度的衰减规律,占学军等编制出了相应的计算程序,具有重要的工程意义和理论价值[4].张立国等针对以导爆管雷管作为传爆元件和起爆元件的复式交叉起爆网路进行可靠性分析[5],推导出其可靠度计算的数学模型,并以此做为建筑物拆除和其它爆破工程起爆网路选择和应用的依据,经实际应本论文由无忧论文网www.51lunwen.com整理提供用取得较好效果.对于基本起爆单元可靠性,解放军理工大学齐世福运用单边置信下限估计法和贝叶斯估计法,通过可靠性试验给出了10种工程爆破常用基本起爆单元可靠度指标[6].这些指标为起爆网路可靠性计算提供了基础数据.针对目前生产的非电毫秒雷管在使用中所遇到的实际问题,提出对现行非电毫秒雷管名义延期时间的作修改: 1)适当提高各段位的名义延期时间;

2)适当加大各相邻段位名义延期时间之间的差值; 3)6段(含)以上的任意两个段位雷管的名义延期时间的差值不能是5段(含)以下任何一个段位雷管的名义延期时间的整数倍[7].所有这些关于非电起爆网路可靠性的理论研究,为起爆网路在实际中应用提供了指导,有利于实践中进一步改进起爆网路的可靠性,取得良好的爆破效果.2 起爆网路可靠性的应用研究随着计算机引入爆破领域,研究借助计算机进行辅助设计,先将炮孔图输入电脑,并选择好起爆点、控制排、孔间延时、列间延时,然后由电脑模拟爆破时的等时线、抛掷方向及同时起爆的孔数等,供设计人员参考、修正,从而得出最佳爆破方案[8].中国科学院力学所早在1988年爆破拆除北京华侨大厦时,就首先运用了计算机优化爆破设计方案,取得了满意的爆破效果[9].加拿大Norna-da科技中心的P. Favereau和P.Andrieux于1990年开始研制用于开采爆破的三维计算机辅助设计BLASTCAD系统.该系统能够自动输出药孔布置图以及其它方案设计文书,经实际应用证明,比手工设计节约70%的时间[10].在爆破效果预测方面,加拿大INCO Thompson露天开采有限公司进行了旨在优化提高生产效率的爆破方案设计分析研究[11].

在国内各种爆破中,起爆网路不断得到改进,其可靠性也逐步得到提高.拆除爆破中,如在南京市某区圆通广场基坑支撑爆破拆除的工程实践中,就选用单式导爆管雷管接力式簇并联、加强传爆导爆管雷管接力式簇并联和导爆索导爆管雷管簇并联起爆网路[12],通过计算发现,在相同条件下,网路可靠性依次增高,采用三者中可靠度最高的导爆索导爆管雷管簇并联起爆网路起爆,取得了良好的爆破效果.在绍兴县5万m2地下特大型支撑爆破成功拆除中[13],起爆网路是爆破效果好坏的关键,采用孔内高段孔外低段双雷管接力、并用稍高段别雷管搭接复式起爆网路,提高了网路的准爆率、降低了爆破的危害、提高了爆破的整体效果.土石方爆破中,如在盐田港大型土石方工程爆破施工中[14],为控制爆破震动和扩大爆破规模,运用了严格控制单响药量、无限分段的起爆技术,起爆网路布置采取孔内、外毫秒差和炮孔分段装药技术来控制单响药量,达到良好效果.而应用神经网络系统建立岩石爆破块度级配要求及岩性等参数与爆破设计参数之间的神经网络模型[15],利用此模型可以根据开采块度级配要求确定爆破施工参数,作为爆破设计的参考,这些尝试都取得了较好的应用效果.矿山大爆破中,对爆破设计要求是起爆率达到100%,、爆堆形状理想、塌落线清楚,块度均匀,大块率低,便于铲装.如南芬露天铁矿生产爆破中,采用了导爆管单式加强、导爆管不对称复式单侧再生、导爆管不对称复式双侧再生和导爆管复式交叉起爆网路四种典型的非电导爆管接力式起爆网路形式,并对上述典型起爆网路形式,进行了现场应用和可靠性分析评价[16],四种网路均能满足生产要求,其中,复式交叉起爆网路可靠性最高.目前国内外正使用一种新型爆破工艺,即高精度导爆管及逐孔爆破技术[17].此技术对扩大爆破规模、降低爆破危害,改善爆破效果、提高采矿效率及降低穿爆成本能收到较好的效果[18].在分析研究各种导爆管网路连接方法的利弊和大量工程实践的基础上,马建军、黄风雷提出了采用首阶束状连接,四通双干线小网格复合环传爆,多点电雷管激发技术,该系统起爆可靠性高,操作简便,起爆每千发雷管设置2~3个起爆点即可[19].这一特点已在多项工程应用中得到证实.

3 起爆网路可靠性研究的发展趋势计算机辅助设计应用于爆破设计已有一定的成绩,但目前还不成熟.建立计算机模型,通过仿真技术优化爆破参数,模拟爆破效果,可以较好地提高爆破可靠度.由于非电起爆网路爆前无法导通检查,网路联接好坏无法用仪表进行检查,只能凭经验控制,可靠性得不到保证.若能利用计算机辅助测试技术进行网


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