针对高寒高纬度地区不同冻土厚度下爆破块度大块率高的难题，在乌努格吐山铜钼矿冬季低温下进行爆破漏斗试验。根据试验结果利用利文斯顿爆破漏斗理论确定了冻土装药参数与爆破漏斗参数之间的关系，计算出冻土层的变形能系数，分析了不同冻土层厚度的爆破漏斗特性曲线。在装药量为4 kg时，冻土临界深度为1.3 m,最佳埋置深度为0.84 m,变形能系数为1.06;在装药量为8 kg时，冻土临界深度为1.7 m,最佳埋置深度为1.2 m,变形能系数为1.05;在装药量为12 kg时，冻土临界深度为2.2 m,最佳埋置深度为1.34 m,变形能系数为0.95。根据爆破立方根定律，推导出适用于现场冻土区的最佳装药参数，经过对不同冻土层厚度多种爆破参数下爆破效果对比分析，采取“分区域，分阶段”原则优化爆破效果，对于弱冻层区域采用减小堵塞长度并增加装药高度的方法提高爆破质量；对于强冻土区主爆孔周围增加辅助孔来降低冻土层大块率。总结出适用于高寒地区随冻土层厚度变化的爆破参数优化方案，爆破效果改善明显，在很大程度上降低了冻土层爆破后的大块率产出，提高供矿率。
赵固二矿西风井项目采用冻结钻爆法施工,土体在冻结后物理性质的改变对爆破效果影响非常显著。为了加快工程进度,针对目前冻土爆破进尺小的问题,通过室内冻土试验获得冻土基本物理性质,开展系列单孔漏斗试验、宽孔距同段爆破漏斗试验。单孔爆破漏斗试验获得在装药量0.175kg时,冻土最佳炮孔深度0.45m,最佳爆破漏斗体积0.075m3,最佳爆破漏斗半径0.438m;五孔同段掏槽眼爆破时,获得爆破漏斗体积为0.382m3;一定药量下,周边眼爆破孔底距离为60cm时,冻土爆破轮廓效果较好。
结合青藏铁路的建设,进行了一系列球状药包爆破漏斗试验、柱状药包爆破漏斗试验和中深孔爆破开挖试验,得出青藏高原冻土爆破的最佳爆破参数、药包最佳比值深度和漏斗最大比值体积。再与Simpson,Simth和Morgonstern等人的天然冻土爆破试验数据进行综合分析比较。分析了岩石、不同类型的天然冻土和黄土的爆破漏斗形状。最后,研究分析天然冻土爆破特性和冻土物理力学指标的关系,得出当冻土温度变化不大时冻土爆破特性不能用单一的冻土物理力学指标表示,而应该用冻土的密度ρ、纵波速度C、颗粒平均尺寸D50和总含水率w的复合指标ρCW/D50表示。通过研究分析,发现复合指标ρCW/D50的值越大,冻土越难爆。
在青藏高原多年冻土区的铁路建设中,大量多年高含冰量冻土需要爆破开挖。国内外科研人员针对多年高含冰量冻土的爆破研究较少。对青藏高原沱沱河地区某一高含冰量冻土爆破漏斗的试验和爆破试验方法进行了研究。通过研究冻土特性、装药量和爆破深度之间的关系,得出了单位药包的最佳埋深、最大体积,进而推导出了最佳爆破参数。
冻土爆破开挖是青藏铁路建设中的一大难题。通过现场球状药包和柱状药包漏斗爆破试验 ,初步确定冻土爆破的炸药单耗 ,在此基础上 ,利用三次深孔路堑开挖爆破试验 ,确定了高含冰量冻土开挖的最佳爆破参数。
青藏铁路建设中 ,遇到大量多年高含冰量冻土需要爆破开挖 ,但是 ,对多年高含冻量冻土的研究在国内外较少 ,可用于参考的文献不多。本文在青藏线某一高含冰量冻土地段 ,进行了爆破漏斗试验 ,在此基础上得出单位药包的最佳埋深、最大体积 ,进而推出最佳爆破参数
冻土爆破广泛应用于人工冻结的竖井和隧道掘进、极地采矿、极地城市扩建中。目前 ,正在建设的青藏铁路格拉段 ,遇到了大量冻土 ,并在冻土中爆破开挖隧道和路堑。结合青藏铁路的施工和国内外文献 ,综述了冻土爆破的国内外进展情况 ,并在此基础上提出了今后的研究方向
对冻土进行了一次起爆、孔内微差爆破漏斗试验,收集爆破块度进行筛分统计,根据分形理论,计算了冻土爆破块度的分形维数。通过分析计算分布函数的特征参数,分析了分形维数与分布函数特征参数的关系。结果表明,分形维数定量表征了冻土爆破块度的分布情况,分形维数可定量表示冻土爆破的最小块度率、爆破漏斗体积和装药深度,分形维数与冻土破碎的最小块度率有很好的相关性,最小块度的百分率愈大,分形维数愈大,反之愈小,较小的分形维数基本上对应于最佳装药深度和最大爆破漏斗体积。