第十一屆巖石爆破破碎國際會議(Fragblast 11)于2015年8月23-28日在澳大利亞悉尼舉行，會前(8月23日)安排了4個專題研討會(Workshops)會議，24-26日的大會包括主題報告(Keynote Presentations)6個和分會交流學(xué)術(shù)論文85篇，27-28日為會后技術(shù)考察。

　　1 主題報告(Keynote Presentation)

　　前國際巖石爆破破碎委員會主席、美國馬里蘭大學(xué)的W L Fourney作了“應(yīng)力波和斷裂力學(xué)在巖石爆破中的作用”的主題報告，回顧了馬里蘭大學(xué)動力效應(yīng)實驗室(Dynamic Effects Laboratory)采用應(yīng)力波和斷裂力學(xué)來研究爆破動態(tài)斷裂和破碎過程的研究成果，介紹了如何采用光彈性試驗和高速攝影更好地理解斷裂和破碎機制。

　　Orica的AMinchinton作了“基礎(chǔ)爆轟學(xué)對爆破實踐的影響”的主題報告，認為爆破過程所有遠區(qū)力學(xué)現(xiàn)象，包括但不限于應(yīng)力波的傳播、開裂、振動以及爆堆的形成等，本質(zhì)上都取決于近區(qū)力學(xué)現(xiàn)象或作用機制。炸藥能量作為用于描述炸藥性能或者預(yù)報爆破效果的重要指標，在常規(guī)爆破設(shè)計中，是基于理想爆轟狀態(tài)計算的，并不考慮巖性、裝藥直徑和炮孔長度的影響。但對爆破爆腔動態(tài)膨脹過程的預(yù)測需要基于非理想爆轟理論來計算。

　　澳大利亞的D P Blair作了“高邊墻控制爆破”的主題報告，認為高邊墻控制爆破主要涉及兩方面，即控制單個炮孔和后續(xù)起爆炮孔對保留墻體的潛在損傷。前者取決于炮孔與保留墻體的間隔距離和裝藥量。提出了一種確定該間隔距離的粘彈性計算模型，討論了群孔爆破誘發(fā)振動中的炮孔屏蔽機制與降振效果，建議了優(yōu)化的爆破順序，討論了預(yù)裂爆破降振和成型效果問題。

　　智利的B Adamson作了“工程規(guī)范及全過程優(yōu)化應(yīng)用聚焦——從生產(chǎn)率到收益率”的主題報告，指出鉆孔爆破設(shè)計和施工優(yōu)化對采礦作業(yè)效益有著非常積極的影響，鉆孔爆破過程包含的設(shè)計方式應(yīng)是一個循環(huán)過程，鉆爆設(shè)計優(yōu)化措施對整個采礦流程有重要影響。通過調(diào)整過程控制和測量技術(shù)來進行工程優(yōu)化控制被證明是一個提高操作效率和收益的關(guān)鍵因素。強調(diào)從經(jīng)濟角度權(quán)衡運營成本和投資利潤率，嚴格的測量、模型校準、質(zhì)量保證/質(zhì)量控制有助于創(chuàng)造一個盈利的路線圖。

　　此外，澳大利亞的N Bowen和A Scott分別作了“創(chuàng)新驅(qū)動下的爆破技術(shù)新視野”和“從理論到實踐—目前的障礙以及我們?nèi)绾慰朔麄?”的一般性報告，這兩篇主題報告沒有被收錄論文集。

　　2 大會學(xué)術(shù)交流

　　除主題報告外，大會安排了爆破模型、爆破損傷、爆破對下游礦石加工工序的影響、爆破工程案例、新型爆破測量技術(shù)、新型炸藥與起爆系統(tǒng)、露天與地下巖石爆破研究與發(fā)展巖石動力學(xué)及爆破經(jīng)濟、巖石破碎、土木及其它工程應(yīng)用中的特種爆破方法等十個專題開展學(xué)術(shù)交流。

　　2.1爆破模型--當前及未來的發(fā)展方向(Blast Modelling-Current and Future Directions)

　　涵蓋了炸藥、爆破數(shù)值模擬、爆破振動預(yù)測、鉆爆設(shè)計優(yōu)化以、破碎效果預(yù)測模型等方面內(nèi)容。

　　在爆破數(shù)值模擬方面，突尼斯的E Hamdi和澳大利亞的A Karrech提出了一種可以真實反映巖體非連續(xù)特性(節(jié)理、裂隙或斷層等的分布)的三維數(shù)值模擬方法，研究了裂紋的存在對波傳播的影響。

　　武漢大學(xué)的盧文波等分析了爆破地震波中剪切波(S波)的形成機制，并基于對S波形成的模擬，分別比較了基于連續(xù)介質(zhì)的彈性模型、損傷模型以及基于非連續(xù)-連續(xù)介質(zhì)的SPH-FEM耦合模型的模擬結(jié)果，提出了爆破模擬過程中對數(shù)值方法選取的建議。

　　在爆破振動預(yù)測方面，澳大利亞的M L Lawlor-O’Neill等基于單次爆破振動實測數(shù)據(jù)，在已有預(yù)測模型(RaVE)的基礎(chǔ)上，引入反演分析的技術(shù)手段，重新獲得預(yù)測模型的相關(guān)參數(shù)，并采用重新獲得的模型參數(shù)預(yù)測其它爆破振動的峰值上界。

　　在鉆爆設(shè)計優(yōu)化方面，加拿大BBA公司的D Roy等提出了一種新的可綜合考慮功率因子、能量因子、噸位、炸藥能量與分配、炮孔直徑以及礦體方位與巖石特性等因素的地下爆破軟件(AEGS)，并通過對特征孔爆破的分析獲得了最佳爆破延遲時間，以實現(xiàn)對地下采礦場中鉆爆設(shè)計的優(yōu)化。

　　奧地利的F Ouchterlony等人通過小尺度(模型尺度)爆破試驗，比較了不同鉆孔偏差模式下的試驗塊與參考試驗塊(規(guī)則布孔)爆破后的破碎效果、臺階面粗糙度以及爆破損傷情況，分析了鉆孔偏差對破碎效果的影響，并提出了交錯布孔方式在破碎效果等方面的優(yōu)越性。

　　澳大利亞的A C Torrance討論了炸藥能量問題，介紹了如何進行不同炸藥之間的比較，如何解讀利用制造商提供的炸藥特性技術(shù)數(shù)據(jù)和常見技術(shù)文獻資料中的指導(dǎo)信息，從而正確選擇適合給定巖性下的合適炸藥產(chǎn)品。

　　西班牙的R Castedo等通過銅管的圓筒爆破試驗，分析確定了5種銨油炸藥和6種乳化炸藥的JWL狀態(tài)方程的參數(shù)。提出的分析程序為考慮非零初始速度問題提出了一種新的管壁徑向擴張函數(shù)，并結(jié)合一系列的方程及邊界條件，采用非線性最小二乘法求解出了JWL狀態(tài)方程的參數(shù)。結(jié)果顯示模擬結(jié)果與試驗具有較好的一致性。

　　美國的A Scott在“破碎模型中的巖體特性的表征”一文中簡要回顧了一系列爆破破碎模型以及它們所依賴的巖體性質(zhì)，認為現(xiàn)有的爆破破碎模型中經(jīng)驗?zāi)Ｐ瓦^分簡化巖體特性，而力學(xué)機理模型則過于復(fù)雜化巖體性質(zhì);并詳細討論了采礦業(yè)表征巖性方法的缺點以及提供了描述了幾種量化巖性的實用方法。

　　印度理工學(xué)院的D Deb和 R Pramanik提出了一種用于分析天然節(jié)理巖體在爆炸引起的應(yīng)力波、膨脹過程和高壓氣體侵入條件下的廣義光滑粒子流方法(SPH)。單孔和群孔爆破模擬中均表明應(yīng)力波在裂紋萌生和拓展階段發(fā)揮作用，巖體中的徑向裂縫主要是由拉應(yīng)力引起的，從自由表面反射形成的拉應(yīng)力波形成剝落區(qū)，巖體中的節(jié)理因影響爆破能量的傳播導(dǎo)致裂紋減少和影響破碎效果。

　　北京理工大學(xué)的楊軍等人提出了臺階爆破逐孔起爆條件下裝藥量計算的楔形體理論。基于ABAQUS動力有限元爆破過程模擬，揭示了逐孔起爆條件下的楔形巖體爆破破碎機制，為合理計算逐孔爆破藥量提供了理論依據(jù)。

　　瑞典的C Yi(易長平)等利用離散元方法模擬砂漿圓柱體的在裝藥爆破條件下的裂紋萌生以及爆破破碎過程，并與試驗數(shù)據(jù)進行對比。通過四種不同裝藥條件下的模擬和試驗，揭示了裝藥耦合條件和線裝藥密度對爆破破碎的影響，耦合條件越好，線裝藥密度越大，爆破破碎越成分。

　　奧瑞凱的R Yang(楊瑞林)介紹了一種不同于離散元的群孔爆破破碎模型，該模型通過計算爆破過程巖體的峰值振動速度(PPV)來預(yù)測爆破塊度，數(shù)值模擬和爆破試驗的塊度分布比較證明該模型能較好預(yù)測爆破破碎塊度，能夠用于礦山的爆破設(shè)計優(yōu)化以及超大規(guī)模的生產(chǎn)爆破模擬。

　　奧瑞凱的D S Preece等人采用三維離散元和并行計算方法實現(xiàn)大規(guī)模爆破鼓包運動模擬。在他們的模擬中，一次爆破的炮孔數(shù)達到數(shù)百個、計算節(jié)點達到100萬個。該模擬工作的目的是研究排間起爆延遲時間對礦石回采的影響?；诟哌m應(yīng)性的爆破模擬和使用電子雷管，可達到在爆破爆堆中實現(xiàn)礦石和廢石石的分離。

　　MAXAM 公司的J F D Domingo等人基于露天礦場的監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用多重線性回歸的方式擬合出包含巖石條件、單孔藥量等16個物理量的用于預(yù)測巖石運動和評估礦石貧化率的預(yù)測模型，這一預(yù)測模型的相關(guān)系數(shù)達到了0.8，同時該模型成功預(yù)測了超過31個點的巖石運動情況并有效降低了礦石貧化率。

　　智利的H Parra 和 D Zenteno提出了一種包含實測數(shù)據(jù)概率分布的Swebrec模型以提高其在工程決策過程中的應(yīng)用效果。針對不同抵抗線、孔間距和裝藥長度下的破碎結(jié)果分析顯示，不同爆破設(shè)計產(chǎn)生相似的破碎效果隨著實施階段可變性的增大而增大。

　　澳大利亞的F Ouchterlony回顧了從前蘇聯(lián)到Cunningham的Kuz-Ram塊度分布模型，認為粒徑統(tǒng)計的中值選取與Rosin-Rammler粒徑分布函數(shù)擬合是其中最根本的數(shù)學(xué)問題，建議用碎塊中位塊度X50取代平均塊度，這樣更有理論依據(jù)，預(yù)測錯誤率低，并且與前蘇聯(lián)的原始數(shù)據(jù)不相矛盾。同時建議在未來塊度預(yù)測研究中要關(guān)注選用獨立分布統(tǒng)計值，如X50、X20和X80等。

　　2.2 爆破損傷——模型、測試及控制(Blast-induced Damage–Models, Measurements and Control)

　　澳大利亞的D P Blair介紹了某次爆破誘發(fā)地震的工程實例及其分析方法。這次爆破誘發(fā)地震產(chǎn)生的動態(tài)位移峰值高達1.26mm，超出爆破振動本身(0.09mm)的10倍以上。文章提出了通過經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)來獲得地震波傳播中的本征模態(tài)函數(shù)(IMF)的方法。基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)的振動分析表明，在爆破期間，每一個本征模態(tài)函數(shù)(IMF)通常都展現(xiàn)出了頻率變化;在隨后的誘發(fā)地震期間，則出現(xiàn)了顯著的頻率降低現(xiàn)象。

　　Dugald River礦業(yè)公司的R Hassell等介紹了Dugald River地下礦山開采爆破振動控制方法。研究基于5次爆破振動試驗及相關(guān)爆破設(shè)計資料，并采用Holmberg-Persson方法及相應(yīng)的K值(Holmberg-Persson方法)來表征爆破損傷。分析結(jié)果表明，開挖中采用平行先鋒槽，可以明顯地降低爆破誘發(fā)的振動。

　　加拿大的A Sainoki等對高地應(yīng)力地區(qū)的應(yīng)力解除爆破損傷區(qū)進行了數(shù)值模擬。研究中，利用C++對FLAC3D進行二次開發(fā)，引入基于應(yīng)變率的巖體剪切強度及拉伸強度，從而實現(xiàn)對爆破剪切損傷區(qū)及張拉損傷區(qū)的評價。模擬結(jié)果顯示，隨著地應(yīng)力等級的提高，應(yīng)力解除爆破形成的屈服區(qū)會減小。

　　印度的P K Singh等以RampuraAgucha礦山為背景，基于86次監(jiān)測的258段實測爆破振動數(shù)據(jù)，研究了臨近的露天爆破對地下采礦結(jié)構(gòu)的影響。實測數(shù)據(jù)表明，地下礦道底板處的振動最大，頂部的振動最小;邊墻處的振動要比底板處的振動小。文章對頂部、邊墻及底板處的振動分別進行了分析，并基于底板處巖體分級提出了爆破振動峰值的安全閾值。

　　澳大利亞的R Osterman提出了一種基于傳遞函數(shù)的高邊墻共振頻率精確預(yù)測方法。該方法不僅可以預(yù)測材料的共振頻率，還可以預(yù)測結(jié)構(gòu)響應(yīng)的頻譜。該方法可以用來描述力學(xué)結(jié)構(gòu)對激勵源的頻率響應(yīng)。

　　澳大利亞R Battison等以Barrick Cowal金礦為背景，研究了爆破臺階坡頂滑塌的控制措施。表明，巖體損傷主要是由預(yù)裂爆破引起的，通過改善預(yù)裂爆破裝藥結(jié)構(gòu)和延時時間后，可以使臺階坡頂滑塌高度下降約1-2m。同時，高能乳化炸藥的使用也是損傷的主要來源之一。當采用低密度、低爆速炸藥后，爆破振動得到了顯著的降低，而爆破塊度則沒有顯著的改變。

　　巴西的J Seccatore等對輪廓爆破中的非同軸不耦合裝藥結(jié)構(gòu)進行了研究，對不同地質(zhì)條件下不同起爆方式、鉆爆參數(shù)及非同軸不耦合裝藥結(jié)構(gòu)的輪廓爆破效果進行了對比試驗。試驗結(jié)果表明，當巖體質(zhì)量很好時，采用合適的爆破參數(shù)可以使保留巖體只有很少缺陷或者是沒有明顯缺陷;當巖體質(zhì)量較差時，無論怎么改進光面爆破參數(shù)，保留巖體都無法達到很好的開挖效果。因此認為對于輪廓爆破，無論是提出何種設(shè)計標準及模型，都必須考慮巖體特征因素。

　　巴西的J C Koppe和L Vieira等介紹了物探技術(shù)在爆破設(shè)計中的應(yīng)用。通過地質(zhì)雷達、電阻率和誘導(dǎo)偏振方法等，可以分辨出爆區(qū)中的完整巖塊、破碎及軟弱巖體甚至土體，從而改進地質(zhì)模型，進而對爆破設(shè)計進行優(yōu)化。實驗表明，采用基于物探地質(zhì)模型的爆破優(yōu)化設(shè)計，可以改善爆破塊度。

　　美國西北大學(xué)(Northwestern University)的C Dowding等研究了城市多層建筑對高頻爆破開挖的響應(yīng)。監(jiān)測結(jié)果表明，建筑物頂層與底層的放大效應(yīng)基本類似于或略低于美國礦務(wù)局對低層住宅監(jiān)測的結(jié)果，放大效應(yīng)隨質(zhì)點峰值振速的增大而減小。

　　澳大利亞的P Schimek等通過27次臺階爆破模型試驗研究了排間延時爆破對巖體粉碎特征及保留巖體開挖面損傷影響。試驗結(jié)果表明，當延時時間較長時，巖體損傷更為嚴重。巖體的破碎效果采用基本三參數(shù)Swebrec方程進行評價，表明延時時間越長，破碎效果越好。

　　2.3爆破對下游礦石加工工序的影響(Blasting Impacts on Downstream Processes)

　　澳大利亞的S J Hawke等介紹了一種提高巖體破碎度降低孔口大塊率的爆破技術(shù)。該技術(shù)通過在上一個臺階爆破循環(huán)作業(yè)中，通過增加鉆孔超深，增強對孔底巖體的破碎，從而促使下一層臺階爆破作業(yè)中孔口大塊大大減少。該方法在墨西哥的一個大型露天開挖礦山中進行了實驗評估，應(yīng)用結(jié)果表明，礦巖的破碎效果得到極大的改善，后續(xù)工序的生產(chǎn)效率，也得到了極大的提高。

　　澳大利亞的P Klaric提出一種提高地下硐室開挖穩(wěn)定性的爆破設(shè)計方法。該設(shè)計方法在硐室鉆爆設(shè)計中，周邊孔采用連續(xù)線性不耦合裝藥，并采用高精度電子起爆雷管，確保全斷面周邊孔同時起爆。該方法可以極大地降低硐室鑿巖爆破中的超欠挖率，從而改善硐室和穩(wěn)定性，提高支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進而降低鏟裝運輸和地面支撐的支出。

　　澳大利亞的T N Little介紹露天礦級配控制爆破的分類和最新進展發(fā)展。提出礦山生產(chǎn)級配控制過程的核心目的是實現(xiàn)礦石開采價值的最大化，并且滿足下游工序包括生產(chǎn)和銷售等需要。全過程級配控制活動主要包括：礦物儲量評估，鉆孔取樣，礦物分析，模型試驗，礦石分塊設(shè)計，爆破，礦石標記，開挖，儲備，生產(chǎn)，調(diào)節(jié)。爆破級配控制技術(shù)中，最重要的兩個突破點是：爆破全位移測量和分析技術(shù)以及高精度的電子雷管起爆技術(shù)。

　　巴西的T Marin等研究了礦山中鉆孔和爆破質(zhì)量對巖體破碎以及對后續(xù)的裝載、二次破碎和磨細等下游工序的影響。按照鉆孔和爆破作業(yè)分為不滿足和符合采礦標準的兩種情況，并分別分析了爆破對后續(xù)工序影響的三種主要時間指標：汽車裝載時間，二次機械破碎的時間，初次壓碎到汽車裝載全過程的時間。其研究結(jié)果表明，爆破作業(yè)的質(zhì)量和爆破石料的質(zhì)量成正比，而爆破石料的粗糙度會增加機械耗時。

　　加拿大的S P Singh等人研究了爆破參數(shù)和爆堆形態(tài)的關(guān)系。認為僅僅考慮巖體自身的破碎形態(tài)，不足以提供最優(yōu)的爆堆石料裝載效率。爆堆的膨脹和外形特征，也會極大地影響裝載設(shè)備的生產(chǎn)效率。爆堆的形態(tài)特征取決于爆破設(shè)計參數(shù)，炸藥特性以及巖體構(gòu)造。試驗結(jié)果表明，爆堆的高度和拋擲距離主要受抵抗線、臺階高度、炸藥的彭脹能和爆破塊度分布的影響。

　　JKTech礦業(yè)公司的J Gaunt等人結(jié)合Ban Houayxai礦，介紹了通過優(yōu)化鉆爆設(shè)計來提礦石高磨碾效率的工程實例。提出可通過改善臺階結(jié)構(gòu)、爆破模式以及質(zhì)量控制水平，從新鮮礦石中獲取了更精細的礦物碎片，并通過調(diào)整臺階參數(shù)和爆破方式以適應(yīng)爆破運動來控制爆破引起的礦石損失和貧化。

　　伊朗的A Hakami等人依托Gol-e-Gohar1號鐵礦，開展爆破破巖下游礦石加工效率的影響研究。他們通過加工廠監(jiān)控記錄及圖像分析，優(yōu)化爆破孔網(wǎng)參數(shù)，改善爆破效果，從而使礦石磨碾設(shè)備的產(chǎn)能提高5%~30%。

　　澳大利亞的D La Rosa等依托Cerro Corona銅礦，采用SmartTag礦石跟蹤技術(shù)，建立了集爆破、破碎和磨碾全過程于一體的分析模型，該預(yù)測模型能夠展示爆破設(shè)計的變化對原礦破碎以及后續(xù)粉碎過程的影響。

　　巴西的A C Silva等人結(jié)合Anglo美洲磷礦，介紹了如何使爆破破碎適應(yīng)后續(xù)磨碾工序以提高生產(chǎn)率、降低成本的實例，其核心是優(yōu)化爆破孔網(wǎng)參數(shù)。

　　澳大利亞的K R Blay和A T Spathis等介紹了一種遠程、快速、精確的礦體和礦渣邊界三維追蹤系統(tǒng)，利用沿邊界的地下標記來跟蹤爆炸前后礦體-礦渣邊界的位置，達到礦石回收最大化和礦渣最小化目的，從而提高綜合生產(chǎn)率、減少經(jīng)濟損耗。

　　2.4爆破工程案例分析及實用對策(Case Studies/Practical Solutions toReal-world Problems)

　　該階段會議主要討論現(xiàn)實爆破工作中所碰到的技術(shù)問題，對其進行分析并提出解決對策。

　　澳大利亞的K Muller 和T Oosthuizen針對爆破警戒范圍的定性分析方法和定量計算問題進行了討論，認為對所討論的Iron Knob礦區(qū)工程實例，采用半定量風(fēng)險分析，結(jié)合高水平的操作方式、良好的質(zhì)量保證體系和質(zhì)量控制流程同時可使用蒙特卡羅模擬實驗來確定適當?shù)陌踩禂?shù)，取得了良好的飛石控制和經(jīng)濟性方面效果。

　　澳瑞凱的S Esen和 M Nagarajan分析了三個露天煤礦開采案例，提出在提高的挖掘推土設(shè)備運轉(zhuǎn)效率的同時，通過適當調(diào)整鉆爆方式可有效降低采礦成本，同時可采用爆破運動建模及爆破設(shè)計軟件來協(xié)助選取最優(yōu)方案。

　　中鋼集團的Y M Wang和W Z Liu等提出了一種基于側(cè)向爆破漏斗理論計算爆破參數(shù)的新方法，該方法首先根據(jù)側(cè)向漏斗測試確定巖石可爆系數(shù)k，然后由k來確定最小崩礦層厚度w0與裝藥深度h，與傳統(tǒng)方法相比較，該方法更加全面也更加合理，為臺階爆破設(shè)計提供了重要支持。

　　印度的P Rajmeny等結(jié)合RampuraAgucha露天煤礦的高邊墻長期穩(wěn)定性控制難題，介紹說采用的預(yù)裂爆破方案和具體參數(shù)確定方法，即實際爆破中首先根據(jù)工程經(jīng)驗初步確定炮孔傾角、間距等爆破參數(shù)，接著根據(jù)現(xiàn)場試驗優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。

　　印度的S Bhandari等人討論了一種涉及包括爆破設(shè)計、鉆孔后的資料收集，爆破效果預(yù)測，反饋設(shè)計等全過程的爆破優(yōu)化和環(huán)?？刂频募杉夹g(shù)方案。該方案考慮到爆破設(shè)計的方方面面，安全性高，可實現(xiàn)云托管，并且其訪問不受地域限制，更令人驚喜的是該方案已被植入手機應(yīng)用程序，可實現(xiàn)移動端的操作與管理

　　澳瑞凱公司的M Nagarajan針對煤礦開采過程中的煤炭損失問題，分析了地層、鉆爆過程和采礦方法的影響，他們利用專用的建模軟件分析煤炭損失的內(nèi)在機理，通過現(xiàn)場勘測與伽馬測井的比較來估算煤炭損失量，同時采取合適的措施減少煤炭損失，最終使得煤炭損失量減少了95%。

　　2.5 新型爆破測量技術(shù)(Innovative Blast MeasurementTechnologies)

　　本部分主要涉及數(shù)字高速攝影及影像分析軟件、散裝炸藥原位監(jiān)測與評價、空氣沖擊波測量、動態(tài)抵抗線測量設(shè)備和炮孔壓力測量新技術(shù)等內(nèi)容。

　　DAdermann等介紹利用1000幅/s的數(shù)字高速攝影機，實現(xiàn)毫秒級精度的爆破過程記錄，設(shè)別雷管的延遲時間、巖體破碎、爆生氣體噴出、炮煙生成以及飛石等過程。

　　GCavanough等介紹了散裝炸藥原位測試技術(shù)，包括一臺流動的測試車，可在原位開展散裝炸藥的物理和化學(xué)性能分析，測定預(yù)裝藥炮孔內(nèi)炸藥的原位密度;可利爆轟壓力傳感器測量爆轟壓力、平均爆速、傳播時間以及鄰孔爆破在裝藥孔中引起的壓力幅值等參數(shù)。

　　KHenley首先回顧了有風(fēng)條件對爆破空氣噪聲測試(聲壓級(SPL))的影響機制及控制措施。通過將傳聲器置于不同位置對比測試發(fā)現(xiàn)，在有風(fēng)情況下，將麥克風(fēng)置于在地面可以避免風(fēng)噪聲的影響，且不影響所測爆破沖擊波的聲壓。

　　NPetropoulos等開發(fā)了一種置于炮孔中用于監(jiān)測巖體動態(tài)運動過程的設(shè)備和配套的數(shù)字信號采集，用于監(jiān)測地下崩落采礦條件下爆破過程被爆礦體的運動速度和位移，室內(nèi)試驗表明，該系統(tǒng)可測量的最大運動速度可達10m/s。

　　AKRaina和VMSRMurthy提出了一種臺階爆破引起的巖體壓力測試新方法，即在爆破孔鄰近巖體中鉆孔，基于爆破過程空孔內(nèi)的動水壓力測試，間接確定巖體動壓力?；谠搲毫?，可用于評估近區(qū)巖體的破碎、拋擲和爆破飛石預(yù)測。

　　2.6 新型炸藥與起爆系統(tǒng)(New and Novel Explosives and InitiationSystems)

　　俄羅斯的S A Gorinov和I Y Maslov介紹一種可用于光面爆破的低能炸藥。該炸藥在傳統(tǒng)乳化炸藥中摻入高分子聚苯乙烯顆粒(顆粒直徑4-5mm，密度40kg/m3)，密度為520kg/m3，爆速為3440m/s。分析了該類低能乳化炸藥的化學(xué)反應(yīng)機理和爆轟傳播過程，提出了該類炸藥爆轟參數(shù)的計算方法。

　　澳大利亞昆士蘭大學(xué)的IOnederra和MAraos針對銨油炸藥爆轟過程中會產(chǎn)生大量有毒NOx問題，提出了一種利用雙氧水(Hydrogen Peroxide)作為主要氧化劑的炸藥配方，詳細介紹此種炸藥的爆炸性能參數(shù)以及破巖效果對比測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)這種新型炸藥，在裝藥直徑為102mm、密度為960kg/m3條件下，爆速可達5100m/s，而且能取得與傳統(tǒng)銨油炸藥相似的破巖效果。

　　GTeowee等設(shè)計了一個水錘測試實驗，通過在水箱中測試先爆雷管引起的動壓力作用下對電子雷管殉爆延遲時間的影響測試，發(fā)現(xiàn)與所報道的非電雷管情況不同，動壓力對電子雷管的延遲精度并沒有影響。

　　DWilkinson等介紹了一種高能散裝炸藥，其密度為1200kg/m3、爆速為4500-6500m/s，相對體積威力(RBS)大約是銨油炸藥的2-3倍，此散裝炸藥在地表開采過程中可以大大提高開采效率，降低成本。

　　針對乳化炸藥的非理想爆轟過程，瑞典的CYi(易長平)等利用LS-DYNA軟件中的炸藥點火和增長模型來模擬炸藥燃燒過程，其中的燃燒速率函數(shù)中的參數(shù)通過乳化炸藥實驗中實測爆速和爆轟波陣面曲率來校正。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了Perl程序，可比較準確預(yù)測不同配比乳化炸藥的爆速和爆炸波前曲率。

　　2.7露天與地下巖石爆破研究與發(fā)展(Recent Research and Development in Surfaceand Underground Rock Blasting)

　　對于露天與地下巖石爆破的研究和發(fā)展，國內(nèi)外大量學(xué)者在技術(shù)革新以及設(shè)備開發(fā)方面均取得了顯著成果。

　　段云和熊代余等為了更加有效的布置和監(jiān)測施工過程中鉆爆程序，開發(fā)了一種準確可靠的數(shù)字化鉆孔定位系統(tǒng)和巖石硬度自動識別程序，此新技術(shù)已被應(yīng)用在江西德興銅礦，并初步在爆區(qū)實現(xiàn)了鉆井和硬度識別數(shù)字化。

　　BGreen介紹了BHPBilliton公司發(fā)明的超級爆破(Megablast)技術(shù)，該技術(shù)將一次平均爆破量從30萬t增加到100萬t，不僅可以加快鉆孔和爆破過程，節(jié)約施工過程成本，還可有效控制振動和約束效應(yīng)，減小爆破飛石和巖石破碎。

　　B Mohanty和D Zwaan針對某深埋地下礦井CVR爆破過程，布設(shè)高幅值、高頻三向加速度傳感器，監(jiān)測每段裝藥起爆激發(fā)的爆破振動，通過爆破振動信號分析發(fā)現(xiàn)原分段裝藥設(shè)計中存在殉爆現(xiàn)象，進而提出了增大間隔裝藥距離和提高鉆孔精度方面的改進措施。

　　JVergara等介紹了一次爆破規(guī)模超過80萬t礦石開采量的大型露天深孔爆破技術(shù)，采用該技術(shù)，經(jīng)濟效益顯著，而且高臺階的坡腳和坡頂?shù)谋朴绊懩艿玫接行Э刂啤?/p>

　　ATawadrous和DSPreece為了降低有底柱崩落采礦法下的下挖工程量，提出了一種新型的鐘型放礦溜井(Drawbells)一次成井爆破技術(shù)。

　　MPRoy等在kayad地下鉛鋅礦開采過程，為了控制爆破振動對附近村落的影響，對比了起爆程序、炮孔類型以及裝藥結(jié)構(gòu)對爆破振動的影響，提出了一種有效控制爆破振動的方案，并驗證了其可行性。

　　2.8巖石動力學(xué)及爆破經(jīng)濟—生產(chǎn)，技術(shù)和環(huán)境(Rock Dynamics and Economics of Blasting-Production, Technology and Environment)

　　主要涉及爆破生產(chǎn)管理(提高爆破生產(chǎn)效率、降低采礦支出、減少環(huán)境排放)，巖石材料的動力響應(yīng)以及爆破振動頻率研究等方面的內(nèi)容。

　　在爆破生產(chǎn)管理方面，澳大利亞Orica公司的T Goswami等介紹了Stratablast爆破設(shè)計方法，該法全盤考慮整個爆破過程中的各方面因素，使各單位之間緊密交流與協(xié)作，努力平衡爆破生產(chǎn)效率與環(huán)境負面效應(yīng)控制二者之間的矛盾，以達到最終的理想效果。且該法已被應(yīng)用于實際的煤礦開采，其不僅可以提高煤礦的生產(chǎn)效率與盈利能力，還可以降低粉塵、溫室氣體等的排放，同時還可回收以往廢棄的薄層煤礦，值得學(xué)習(xí)與借鑒。

　　印度的M D Uttarwar等提出了一種利用拋擲爆破來取代傳統(tǒng)拉鏟挖土機剝離覆蓋層的思路，用以降低總體開采支出，文中對幾種不同運營情形下拋擲爆破技術(shù)的潛力及其經(jīng)濟可行性進行了研究，并利用凈現(xiàn)值對各種拋擲爆破模型進行了風(fēng)險分析，發(fā)現(xiàn)拋擲爆破技術(shù)在增產(chǎn)與減支方面具有較大的潛力。

　　在巖石材料的動力響應(yīng)方面，澳大利亞的Q B Zhang 和J Zhao通過平板沖擊試驗，分別研究了粗粒輝長巖、細粒大理巖的雨貢紐(Hugoniot)特征曲線，對巖石材料在低壓(低于10GPa)、高應(yīng)變率加載條件下的力學(xué)響應(yīng)進行了分析。

　　武漢大學(xué)的盧文波等在文“對爆破振動衰減規(guī)律的深入研究”中采用理論分析與數(shù)值模擬的方法，研究了球狀藥包和柱狀藥包爆破的特征頻率(振動主頻和質(zhì)心頻率)隨爆心距的衰減特性，并對球狀藥包爆破頻率與柱狀藥包爆破頻率的影響因素分別進行了分析。

　　2.9巖石破碎---模型，監(jiān)測和控制(Rock Fragmentation – Models, Measurements and Control)

　　主要涉及巖石爆破塊度分布模型、爆破塊度識別與自動測量算法、三維攝影測量、爆破地質(zhì)中的地球物理方法以及爆破參數(shù)與爆破塊度間關(guān)系等問題。

　　澳大利亞的F Faramarzi等人建立了一個基于Gamma 函數(shù)的爆破破碎模型來預(yù)測塊度分布，建議的KC-KUM模型能有效描述從細到粗的爆破塊度，較Kuz-Ram和Swebrec模型的預(yù)測偏差小。

　　澳大利亞的M J Noy在提出了一種新的爆破塊度視覺系統(tǒng)處理算法，引入二維紋理分析極大地改進了塊度尺寸級配的確定，使得自動化分析不再需要校準。新算法已被應(yīng)用在許多鏟車裝載視覺系統(tǒng)上，并將采用這種算法的自動化分析結(jié)果和人工分析結(jié)果對比，結(jié)果表明該新算法提供了更好的分辨率和準確性。

　　瑞典的M Wimmer等人研究了Kiruna礦山分段崩落開采下的爆破破碎及其對重力流的影響，采用一個圖像采集系統(tǒng)來記錄放礦點和運卸作業(yè)鏟斗的礦石塊度，通過一個快速評價系統(tǒng)和二維塊度描繪軟件來評估分段崩落開采區(qū)內(nèi)的破碎塊度，研究了流場擾動和礦石回收/稀釋的可能影響。

　　瑞典的A Beyglou等人提出了利用三維攝影測量技術(shù)繪制礦區(qū)中的不連續(xù)結(jié)構(gòu)的方法，并應(yīng)用在瑞典Aitik露天銅礦生產(chǎn)爆破。通過研究鼓包和裝載效率來確定爆破效果和起爆方向的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)爆破效果與根據(jù)非連續(xù)結(jié)構(gòu)的傾角和中線確定的起爆方向相關(guān)。

　　巴西的R Schaarschmidt等人介紹用基于軟件系統(tǒng)集成的三維成像地質(zhì)模型進行臺階面調(diào)查和爆破規(guī)劃，從而更好地實施礦山開采中的爆破作業(yè)，該方法在巴西的Conceicao大型鐵礦成功應(yīng)用，與之前在Itabira礦山未考慮地質(zhì)模型的爆破對比，該方法取得了實質(zhì)性的改進，不再需要進行二次爆破。

　　巴西的JSeccatore等人研究了裝藥結(jié)構(gòu)對爆破料可磨性的影響。巖石破碎作業(yè)的下游工序主要是機械作業(yè)工序，包括爆破料從壓碎到粉碎，獲取細顆粒的整個過程。機械破碎所耗費的能量主要取決于爆后料的顆粒大小和材料的可磨性大小。研究結(jié)果表明，裝藥結(jié)構(gòu)和爆破料機械破碎能有很強的相關(guān)性。

　　伊朗的MJahani等對常用的爆破塊度預(yù)測模型進行了匯總和對比分析，包括SveDefo、Kuz-Ram、CZM、改進的Kuz-Ram模型、KCO和Gheibie模型等。并在Goe-Gohar鐵礦山進行了20次爆破試驗，利用Split-Desktop軟件進行爆破塊度圖形圖像分析。結(jié)果表明，Kuz-Ram模型比較適用磁鐵礦礦巖，但不適合赤鐵礦。應(yīng)用細顆粒分析時，Swebrec模型要優(yōu)于Rosin-Rammler模型。

　　印度的P K Singh等研究了爆破參數(shù)對巖石破碎塊度的影響。認為當前對炸藥能量在炮孔中的釋放機制還缺乏足夠清楚的認識，通過爆破設(shè)計來控制巖體的破碎在工程實踐中還是個挑戰(zhàn)。結(jié)合印度的兩座礦山，進行了47次巖石爆破，用以研究單耗、抵抗線與炮孔直徑比、炮孔間距與抵抗線比、堵塞長度與抵抗線比、抵抗線與臺階高度比等爆破參數(shù)巖體破碎塊度的影響。

　　澳大利亞的M J Thurley等針對LKAB Kiruna 地下礦的大規(guī)模分段崩落開采效果評價，研發(fā)了一個集爆破、塊度和重力流分析的綜合測量系統(tǒng)。通過對放礦點和地下裝運機鏟斗內(nèi)的礦巖進行立體攝影，獲取3D圖像信息，進行自動圖像分析，并與篩分結(jié)果比較，表明對大塊料和小于60mm的細顆粒料均能取得比較有效的估計。

　　加拿大的SAziznejad等介紹了沖擊荷載作用下巖石節(jié)理密度對巖石破碎影響的數(shù)值試驗結(jié)果。該方法的核心是通過室內(nèi)試驗來確定完整巖樣的靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)參數(shù)，然后運用二維離散元軟件PFC，建立完整巖樣的粘結(jié)顆粒計算模型，反演粘結(jié)顆粒模型參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，開展剛性彈射子彈沖擊下帶節(jié)理巖樣的破碎過程模擬。表明，巖樣節(jié)理裂紋密度越高，巖體試樣的破碎程度越高。

　　西班牙的J A Sanchidrián通過119組臺階爆破破碎塊度篩分數(shù)據(jù)分析，評估了幾種常用爆破塊度分布函數(shù)的有效范圍。在強調(diào)正確描述細顆粒塊度分布的下限塊度方面，比較了Rosin-Rammler、Grady和Swebrec分布函數(shù)以及它們的雙組分模型，表明這些模型均可取得合理的精度。

　　加拿大的P D Katsabanis等基于水泥塊試件小規(guī)模試驗確定的爆破塊度分析，總結(jié)了延時時間對爆破破碎的影響。研究發(fā)現(xiàn)排間延遲時間主要對爆破塊度中的大尺寸塊度有重要影響，而對小塊度幾乎沒有影響。發(fā)現(xiàn)在前一個炮孔的徑向裂紋拓展到自由面之前起爆下一個炮孔時爆破破碎效果最佳，爆生氣體的滲入會導(dǎo)致更多的裂紋擴展展并最終影響爆破破碎中的大尺度塊度。

　　奧地利的F Ouchterlony和瑞典的U Nyberg等人研究了炸藥單耗和電子延期雷管 (EDDs)對爆破破碎的影響，并建立了非電起爆條件下爆破塊度設(shè)計曲線。試驗結(jié)果表明，在排間延遲時間均為67ms條件下，電子雷管起爆(兩組爆破試驗選取的孔間延遲時間分別為5ms和10ms)與單耗稍小的非電雷管(孔間均為25ms)起爆試驗組相比，電子雷管起爆的塊度要粗得多，平均塊度x50從160 mm增加到200 mm。當非電起爆試驗組的炸藥單耗從0.72 kg/m3增加到0.99 kg/m3時，爆破塊度降低很明顯，平均塊度從160mm降低到120 mm。

　　2.10 土木及其它工程應(yīng)用中的特種爆破方法(Specialised Blasting Methods for Civil Works and Other Applications)

　　印度的G Gopinath等介紹了印度某大型淺埋并行隧道的控制爆破開挖工程實例。該隧道位于運營鐵路線下，洞徑15m，埋深僅14m。監(jiān)測結(jié)果顯示，通過控制爆破，隧洞爆破開挖誘發(fā)的振動控制在50 mm/s，低于印度規(guī)范(IS)所允許的安全控制標準70 mm/s。

　　中鋼集團馬鞍山礦山研究院的W Z Liu等提出了一種水耦合定向切割爆破技術(shù)。通過該技術(shù)方案中提出的定向裝置，可以改變作用在炮孔壁上爆炸沖擊波的初始能量分布。樹脂玻璃模型試驗表明，上述水耦合定向切割爆破技術(shù)可以在模型中沿預(yù)定方向產(chǎn)生切割裂紋;所產(chǎn)的切割裂紋表面平滑，炮孔周邊僅出現(xiàn)了少數(shù)幾條短裂紋。

　　韓國的Y-H Ko等提出了一種新的拆除爆破降塵方法。在新方法中，導(dǎo)爆索在水管中起爆，從而產(chǎn)生彌散水霧以達到降塵目的。文章通過AUTODYN光滑粒子流(SPH)模型及室內(nèi)試驗對比了不同工況下的水霧彌散特征，研究并揭示了導(dǎo)爆索在水管中的位置、裝藥量和水管直徑等因素對水霧彌散效果的影響。

　　西班牙的L M López等通過全尺寸模型對砌石墻防爆進行了研究，對比了墻體外表面懸掛金屬網(wǎng)、墻體外側(cè)覆蓋玻璃纖維膜及墻體內(nèi)側(cè)覆蓋玄武巖纖維膜等耗資經(jīng)濟、工藝成熟的防護方案的防護效果。研究結(jié)果表明，在墻體外表面懸掛金屬，可以使外墻的損傷減小34%，并且使墻體的剝落降低38%;在墻體內(nèi)側(cè)覆蓋玄武巖纖維膜，則可以極大地降低墻體的剝落。

　　伊朗的M Taji等采用數(shù)值模擬手段研究了鋼梁上的爆破加載問題。與室內(nèi)試驗結(jié)果的對比表明，利用Autodyn軟件對鋼梁上的爆破切割及爆破折彎均能夠進行較好的模擬。 

　　3 會前專題研討會

　　3.1 第二屆國際爆破地質(zhì)研討會(T N Little, M Lovitt, D Blair, et al. 2nd International Blasting Geology Workshop)

　　議題包括：地下硬巖爆破地質(zhì)、地質(zhì)與邊墻破壞、級配控制和鼓包運動、爆破模型中的巖體參數(shù)、爆破地質(zhì)結(jié)構(gòu)體系和煤礦開采中的廢氣等。

　　3.2 爆破破碎對提高選礦流程生產(chǎn)率的杠桿作用(M Powell, E Sellers, T Chenje.Leveraging Fragmentation for Productivity in Mineral Processing。)

　　介紹Julius Kruttschnitt礦物研究中心的實例研究成果，展示爆破碎巖如何影響整個選礦過程的生產(chǎn)率。

　　3.3 爆破引起的鼓包運動(D Preece, A Tawadrous and DThornton.Blast-Induced Movement (Heave). )

　　介紹最新的爆破運動模型和測量技術(shù)。

　　3.4 地下分段崩落法中的開挖、破碎、輸送和回采技術(shù)進展(Gideon Chitombo.Technical Developments in Breakage, Fragmentation, Flow and Recovery in Sub Level Caving (SLC))

　　介紹分段崩落法的幾何特征、鉆孔特征和爆破參數(shù)，以及它們對于扇形爆破、巖石破碎和回收率的影響，未來分段崩落法支撐技術(shù)的設(shè)計標準和爆破優(yōu)化方法。

　　4. 會后考察

　　T1:悉尼采石場: 考察一個距離悉尼兩個小時車程的采石場，聚焦于環(huán)境問題。

　　T2: KCGM 超級露天礦山: 考察澳大利亞最大的金礦—KCGM 超級露天礦山。 

　　T3:獵人谷煤礦: 考察獵人谷地區(qū)的Rix’s Creek和Rio Tinto Hunter Valley Operations兩個煤礦。 

 

（中國工程爆破協(xié)會國際聯(lián)絡(luò)與信息部  宋文峰）