针对宽孔距爆破破岩技术中炮孔密集系数合理取值的问题，在总结国内外宽孔距爆破破岩机理的基础上，开展了炮孔密集系数为1.7、2.5、3.5、4.5的有机玻璃板室内爆破试验，并基于常规态型近场动力学原理，开发了爆破计算模块，对宽孔距爆破破岩中裂纹扩展过程、介质位移响应规律进行了研究。结果表明：临空面一侧的径向裂纹受到临空面反射拉伸应力波的作用，表现出向临空面拐角分叉的特征，并逐渐向临空面扩展，最后形成主裂纹组成漏斗形状。在最小抵抗线固定不变条件下，随着炮孔密集系数的增加，应力降低区逐渐增大，同排炮孔间的径向贯通裂隙消失，过大的炮孔密集系数也进一步造成前后排孔间贯通裂纹消失，最后导致单孔爆破的情况发生。位移计算结果进一步证实了上述规律，并且当炮孔密集系数较小时，前排炮孔留下的岩埂刚好被后排炮孔爆破破碎，随着炮孔密集系数的增大，后排孔爆破对前排炮孔所留下的岩埂破碎作用效果逐渐降低。建议实际工程中根据岩体力学性质、地质条件以及爆破目的适当调整密集系数来降低炸药单耗与大块率。

结构面是控制岩体工程局部稳定的关键因素之一，查明结构面赋存及组合状态是岩体稳定性分析的前提条件，目前常采用地质调察的方法，由于勘察手段的局限性，存在遗漏时常需要补充勘察，成本耗费高。通过开展室内试验，对结构面模型的表面振动响应规律进行了研究，研究表明：对于单结构面模型，结构面前方的质点振幅存在增幅效应，对于由两条结构面切割的块体模型，仅在远离动力输入侧的结构面前方存在振幅放大效应。在试验成果的基础上开展了数值模拟分析，分别对不同结构面倾角的岩体模型进行计算，结果表明：相对于萨道夫斯基经验公式得到的振动衰减规律，当结构面与爆源方向地面夹角θ值小于90°时，结构面前方的振动波入射区域质点振幅存在明显放大效应，结构面后方质点振动幅值则显著衰减。随着结构面与边界面夹角θ的减小，结构面前质点峰值振速增幅率逐渐增大，并在θ=20°时波幅放大2.8倍。通过合理布置爆破振动监测测点，这一规律为爆破工程中识别结构面及块体提供判据。

爆破地震波信号采集会因监测环境、测试系统等因素导致实测信号中混有噪声，噪声的存在将导致信号希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform，HHT）时频分析结果失真。原因有二：其一是经验模态分解（Ensemble Empirical Mode，EMD）处理含噪爆破地震波信号会得到具有模态混淆现象的固有模态函数（Intrinsic mode function，IMF）分量；其二是Hilbert变换受Bedrosian定理的约束在处理模态混淆分量时会产生负值瞬时频率，从而造成巨大的分析误差。为获得真实的爆破振动属性需对HHT进行改进，在EMD中添加自适应噪声信号得到自适应补充集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with A-daptive Noise，CEEMDAN）算法；再对CEEMDAN得到的IMF进行归一化Hilbert变换，得到改进归一化Hilbert变换（Improved Normalized Hilbert Transform，INHT）。通过上述两步可建立CEEMDAN-INHT时频分析算法，为验证该算法可有效提高含噪爆破地震波振动信号时频分析精度，进行HHT和CEEMDAN-INHT含噪仿真振动信号时频分析对比研究。最后将CEEMDAN-INHT用于某地下洞室爆破地震波信号时频分析中，发现该算法能有效克服EMD固有的模态混淆现象，同时得到反映真实爆破振动属性的时-频-能特征参数，对从频率-能量的角度进行洞室爆破开挖共振分析，实现爆破地震波危害控制具有一定的现实意义。

为探究在爆炸载荷作用下含两条垂直预制缺陷岩体的爆生裂纹扩展行为，采用数字激光焦散线方法开展了一系列双垂直裂隙模型爆破实验，展现了爆生裂纹演化过程，揭示了单孔装药量对含缺陷岩体裂纹扩展行为（裂纹扩展长度、应力强度因子、扩展速度和起裂时间等）的影响规律。研究结果表明：随着单孔装药量增加，双垂直裂隙端部的裂纹扩展长度、裂纹扩展速度、裂纹起裂韧度和应力强度因子均呈增加趋势。对于裂纹J_u，单孔的药量对裂纹扩展速度影响较小，并且裂纹扩展极限速度约为横波速度的0.38倍；对于迎爆端裂纹D_l和背爆端裂纹D_r，随着单孔药量的增加，裂纹D_l和D_r的起裂时间减小，但裂纹D_l和裂纹D_r的峰值应力强度因子增大。相比于裂纹D_l，裂纹D_r的应力强度因子和扩展长度增加显著。当爆炸应力波作用于缺陷B两端部的能量足以使两侧裂纹扩展时，裂纹D_l比裂纹D_r先起裂。单孔药量的增加能够增大裂纹D_r的扩展速度，但是对裂纹D_l扩展速度影响较小。研究结果可为含缺陷岩体在爆破荷载作用下的断裂行为提供实验参考，有助于含缺陷岩体爆破安全设计工作。

爆堆块度分布特征是评价爆破效果的重要指标，针对目前爆堆块度直接与间接法测量方法的不足，提出了一种爆堆自适应分层的块度空间分布测量方法，该方法使用GA-LSSVM模型来预测Weilbull函数的形状参数α、β，并设置多个预测点，生成三维爆堆形态预测曲线。同时对Kuz-Ram块度预测模型参数进行转换和融合，建立了爆堆分层距离预测模型，并将其导入Weilbull-GA-LSSVM爆堆形态预测模型，实现爆堆自动分层。通过现场应用，不断优化分层设计，探究爆堆最佳分层位置，达到爆堆自适应分层的效果。以广东省大排矿山为工程依托开展现场试验，结果表明：（1）Weibull-GA-LSSVM模型能够准确预测爆堆形态，其中爆堆最大前移距离预测结果的平均相对误差仅为5.6%，松散系数预测结果的相对误差多数在9%左右，表现出良好的稳定性。（2）爆堆自动分层模型能够在爆前合理地输出分层距离以及分层层数，保证了爆后现场爆堆的铲装效率。（3）推导出爆堆最佳分层位置距离公式，实现了爆堆自适应分层，爆堆块度分布测量精度明显提高，更接近于爆堆整体块度分布。

初期支护是隧道施工阶段的主要承力结构，爆破施工动力扰动下初期支护的响应规律及安全控制对确保隧道安全快速施工有着重要意义。为研究预留核心土法爆破开挖影响下软岩隧道初期支护的动力响应特征及其安全控制，以林场隧道爆破施工为工程背景，依据隧道初期支护现场爆破振动监测结果，利用ANSYS/LSDYNA建立三维有限元数值计算模型，结合预留核心土法爆破作业特点，研究了两个不同距离爆源同时作用下隧道初期支护的应力分布特征，利用萨道夫斯基经验公式获得了预留核心土法爆破振动传播衰减规律，提出了以应力为控制标准的两侧下台阶同时起爆条件下隧道初期支护的爆破振动速度安全判据。结果表明：不同于全断面法和台阶法爆破，预留核心土法两侧下台阶同时起爆时，最大振动速度出现于隧道初期支护拱脚处，而非隧道底板或拱顶；仰拱未回填区域的存在显著影响爆破应力波传播路径，相较于右侧拱脚，隧道初期支护左侧拱脚处的振动速度更大，且随距离增加而衰减的更明显；初期支护结构稳定性受拉应力控制，最大拉应力及剪应力出现于隧道左侧拱脚处，最大拉应力为7.544 MPa，最大的剪应力为2.78 MPa，均超过规范允许值；根据建立的应力-振速线性关系，提出基于极限强度的隧道初期支护爆破振动安全判据；在林场隧道爆破条件下初期支护的爆破振速安全阈值为10 cm/s。研究成果为隧道爆破施工设计以及安全控制提供理论研究基础。

在露天台阶爆破中，根底是衡量爆破效果的一个重要指标，其中爆破参数钻孔超深对根底的形成有着最为直接的影响。为探究深孔台阶爆破中钻孔超深对爆后台阶面平整度的影响，基于岩石损伤力学等基本理论，通过对工程中岩体损伤变量与波速间关系的统计分析，定义岩体发生损伤的临界损伤变量阈值D_d为0.2，临界破碎状态岩体的损伤阈值D_t为0.8。在综合考虑拉压损伤效应的岩石动力学损伤模型的基础上，利用LS-DYNA动力有限元软件，模拟不同钻孔超深条件下的台阶爆破损伤范围；基于岩体临界破碎状态的损伤变量阈值，绘制爆后台阶面的起伏分布图像，并利用图像进行量化分析，通过比较确定最优的钻孔超深，保证上台阶岩体充分破坏的同时，不影响下台阶面的施工。最后，结合鄂州机场土石方深孔台阶爆破的实际情况，验证了钻孔超深对爆破根底的影响机制，总结得到一种确定深孔台阶爆破最佳超深取值的优选方法，通过优化超深取值改善爆后新台阶面的平整度。

在深孔台阶爆破中，对不同地质条件下的岩体按其可爆性进行分级，是进行爆破参数优选优化，确定合理爆破参数的前提，对提高矿区生产爆破效率，改善爆破效果、降低爆破成本具有重要意义。结合长滩露天煤矿爆破开挖实际，通过现场单孔爆破漏斗试验、岩体声波测试、室内岩石力学试验，获取了岩体体可爆性分级相关指标。基于组合赋权（CWM）和云模型（CM）的可爆性分级方法，对长滩露天煤矿剥离岩体的可爆性进行了分级评价。结果表明长滩露天矿正在剥离爆破的4个平台岩体可爆性为：1130平盘主要分布灰绿色粗砂岩，可爆性为Ⅲ级（中等）；1115平盘主要岩性为黄绿色中砂岩，可爆性为Ⅱ级（较难爆）；1100平盘是紫红色砂质泥岩，可爆性为Ⅰ级（难爆）；1145平盘主要以紫红色泥岩为主，可爆性为Ⅲ级（中等）。

装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构（空气间隔长度比例24.2%）存在爆破后冲破坏作用严重的问题，造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废，严重影响生产效率；而盲目增大空气间隔长度比例则存在爆破大块率增加的风险。以矿山实际的炸药和岩石参数为基础，采用数值模拟软件LSDYNA开展大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料，以空气间隔长度比例为研究对象设计了12种装药结构方案进行数值模拟，得到了装药结构与爆破后冲作用、大块率、自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力等评价指标之间的关系。结果表明：自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力随空气间隔长度比例增加逐渐下降；当空气间隔长度比例小于等于30.5%时后冲作用明显，后排炮孔可能出现塌孔现象，当空气间隔长度比例大于等于45.3%时，存在大块率增加的风险，最优装药结构的空气间隔长度比例为44.2%。现场深孔爆破落矿试验表明，优化的装药结构爆破后大块率为7.1%且爆破后冲作用得到有效控制。

聚能爆破技术在沿空留巷工程项目中有着重要的作用，装药结构问题一直是目前讨论的热点及难点。对于目前沿空留巷顶板超前预裂装药长度尚没有明确的指标情况下，以孟津煤矿二₂-11031工作面轨道顺槽为研究背景，提出了等长装药顶板预裂技术，为明确最优装药结构，本文通过LS-DYNA数值模拟软件建立了三维定向聚能爆破模型，改变轴向药柱的长度，以裂纹扩展长度和应力衰减速率为分析指标，通过数值模拟可知，轴向不耦合系数在1.25~1.7之间径向切缝距离约为40 cm，轴向切缝距离约为80 cm，相比轴向不耦合系数在2~3之间，切缝距离分别提高了25%和12.5%；轴向不耦合系数在1.25~3之间，应力衰减速度均小于1，能量利用最为合理；将轴向不耦合系数α=1.25~2的装药结构在孟津煤矿二₂-11031工作面轨道顺槽进行顶板定向爆破实验，对预裂爆破后的两炮孔中线进行钻孔窥视，观察到4种爆破方案，两炮孔之间沿切缝方向裂纹均已经完全贯通，裂纹光滑平整，现场应用效果良好，结合经济性、安全性两方面考虑，不耦合系数α=1.7为最优；研究结果表明等长装药结构可以代替传统的三段式装药结构。研究结果可以为今后类似的项目提供参考。

隧道光面爆破工程的周边孔需要采用间隔装药方式，而大部分间隔装药方式采用“导爆索+雷管”联合起爆技术，此技术具有一定的局限性且经常发生拒爆现象。如何在保证隧道掘进效率的前提下提高光面爆破效果成为目前亟待解决的难题，从现场试验方面开展相关研究，提出“聚能装置+数码电子雷管”新型联合起爆技术，将其应用于高原某隧道，通过与原始的“导爆索+数码电子雷管”联合起爆技术的爆破后效果进行对比分析。实验结果表明：对比原始技术，新技术炸药单耗降低了0.2 kg/m³，半孔留痕率提高了5%，平均装药时间由原来的1.3 h降为1.0 h，稳定循环进尺的同时极大降低了耗材费用，提高了隧道光面爆破效果。

光面爆破技术是目前控制隧道超欠挖的主要手段，为进一步探究周边孔装药结构及装药量对爆破效果的影响。以武隆隧道粉砂质页岩段为研究对象，采用现场爆破试验方法，分别进行了周边孔不同装药结构下不同单孔装药量爆破试验。结果表明：周边孔采用导爆索空气间隔装药结构，装药量为0.1+0.075×5 kg时爆破效果最佳，周边孔残留率96%，平均线性超挖为15.3 cm。采用雷管空气间隔装药结构，装药量为0.45 kg时爆破效果最佳，周边孔残留率可达90%，平均线性超挖18.4 cm。采用连续装药结构进行爆破，装药量为0.3/0.45 kg时爆破效果最佳，周边孔残留率32%，平均线性超挖量为24 cm。周边孔采用间隔装药结构可以有效提高爆破效果，保证周边孔炮孔残留率在50%以上，减小隧道超挖量；采用导爆索间隔装药爆破效果最佳，周边孔炮孔残留率在90%以上，雷管间隔装药结构爆破效果次之，炮孔残留率在70%以上，连续装药结构爆破效果最差，炮孔残留率50%以下。同时，通过现场试验证明：除采用导爆索空气间隔装药结构外，周边孔也可采用雷管空气间隔装药结构控制隧道超挖。

为改善湖山铀矿爆破位移大、矿岩大块率高和前部铲装效率低等问题，湖山铀矿设计并开展了5个大区块压渣爆破试验，每个区块量为36~53万t，炮孔排数15~21排，自由面预留5~40 m宽的渣体，测定和统计了试验区块爆堆形态、装载效率、爆破块度以及底板标高偏差等指标，并与同期清渣爆破区块进行对比分析。结果表明：在爆炸冲击作用下，爆堆存在前扑及隆起现象，爆堆表面呈高低不等连续分布状态，爆堆不同部位最大增高变化范围为4.06~5.85 m；铲装效率方面，液压铲在压渣爆破区块的平均装载效率为2722 t/h，比同期清渣爆破区块平均值高4.69%；爆破块度方面，压渣爆破区块爆后块度分布优于清渣爆破区块，在控制大块率方面更有优势。此外，压渣爆破在底板标高控制方面有一定优势。该研究首次将压渣爆破技术推广至多排孔大区块（15~21排）爆破中，这既符合大型露天矿山生产的客观需求，也是设备大型化后的必然趋势。可以使得湖山铀矿爆破更为精细化的同时，也可以为国内外类似的矿山爆破提供重要的现场数据。

山城地区的房屋大多依山而建，具有地势高低不平、建筑布置错落和周边环境复杂等特点。重庆市某地区有10栋框剪结构违章建筑需要拆除，因施工安全、进度等要求，确定选用单切口定向爆破拆除方式。结合爆破拆除工程实践，根据10栋违建群楼的平面位置、空间分布特点和周边环境，提出了相应的总体爆破方案，优化施工组织，在15 d内分3次安全高效地完成了群楼爆破拆除任务。针对影响楼房倒塌及爆破效果的高陡岩质边坡、山谷和陡坎等环境因素，通过优化爆破切口、预留缓冲层，合理设计爆破孔网参数等技术手段，可靠保证了楼房的定向倒塌。通过合理设计起爆网路的分区和延时，并高效地组织组网连接操作，实现了大规模工业电子雷管同网延时可靠起爆。最终有效控制了楼房的倒塌堆积范围和爆破有害效应，各楼房倒塌解体充分，爆堆集中，周边各类保护对象均安然无恙。工程实践结果表明：工业电子雷管起爆网路可满足多单元、多层次的大规模起爆网路需求，为类似工程提供了重要借鉴。

针对43 m高钢结构锅炉框架崁套建筑物的爆破拆除，对2~6号锅炉房5个锅炉框架采取一次性定向爆破的方法拆除，按2~6号锅炉房顺序由北到南逐跨向东倒塌。对钢筋混凝土支撑柱实施钻孔爆破；锅炉框架采用聚能切割器，对钢结构的支撑柱进行切割爆破。2号、3号锅炉第一排支撑柱切口高6 m，设置3个切口；第二排支撑柱切口高为4.0 m，设置3个切口；第三排支撑柱的切口高为3.0 m，设置2个切口。4~6号锅炉支撑框架第一排支撑柱切口6 m，第二排支撑柱切口3.5 m。使用SGPQ-15型（180 g/m）切割器切割14 mm厚度以下钢板，SGPQ-19型（280 g/m）切割器切割16 mm和20 mm厚度钢板，总装药量30.288 kg。爆破时，煤斗间、锅炉厂房屋顶、钢结构锅炉框架按设计方向倾覆。起爆瞬间2号锅炉框架下沉，0.25 s后锅炉房5号柱下座，随后按0.25 s的起爆间隔，厂房由北向南逐跨坍塌向东定向倾倒。两个楼梯间在剪力墙的支撑下明显坍塌滞后，在锅炉翻转的冲击下向东倾倒。锅炉房东侧立柱向东侧倾倒过程中，上下爆破切口间立柱被压缩坍塌，立柱距离烟囱16 m，中间楼梯、锅炉及剪力墙上部向前倾倒，主体距离烟囱14 m，塌散物距离烟囱最近6 m。爆破飞石和爆破振动（0.28 cm/s）均未超标，未对周边的建筑物和设施造成任何损坏。

为研究小高宽比框架结构爆破拆除的倒塌过程，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立分离式共节点模型，对其倒塌过程进行数值模拟研究，分析该结构钢筋混凝土柱的受力特点。通过对比实际工程与模拟结果，发现两者在倒塌时间、倒塌历程、爆堆范围等方面高度一致，由此可见数值模拟是可靠的。研究发现：在倒塌过程中，各排立柱达到截面抵抗弯矩后会在梁柱节点处产生塑性铰，上部结构以塑性铰作定轴转动，前倾过程中对后排立柱产生向后的反力，以致产生明显的后坐。倒塌前期钢筋与混凝土单元共同受力，混凝土单元失效后，与其共节点的钢筋单元应力发生突变，随后在拉压状态下不断变换，直至倒塌结束，爆破切口处的钢筋对上部结构的自由落体有一定的阻碍作用。

针对武汉钢铁厂二烧180 m钢筋混凝土烟囱具有内含人字墙、大体积内衬及临近煤气管道的爆破拆除难题，采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件论证了“开凿超大拱形导向窗，提高爆破切口”优化方案的可行性。计算结果表明：爆破切口产生后，内衬的垮塌堆积速度明显大于爆破切口的闭合速度。采用一般定向倾倒方案时，烟囱在堆积体的影响下有炸而不倒的风险。而将爆破切口高度提高至5.6 m，同时开凿6.09 m宽、8 m高的超大拱形导向窗的方案能够确保烟囱整体倒塌。此外，为确保拆除爆破良好，提出了采用机械清除爆破切口周边内衬，并在爆破切口及煤气管道表面覆盖由安全网、铁丝网、土工格栅等多种复合材料组成的柔性防护层的辅助措施。实际拆除爆破结果表明：切口起爆后烟囱倒塌过程平稳顺利，数值模拟结果与实际情况较为吻合，且倒塌后烟囱根部筒壁与地面间空隙被堆积物体完全填充，临近煤气管道未出现损害。此外，开凿超大拱形导向窗不仅实现了对砌体堆积的疏导，还能够大大减少装药、防护工作量，该优化方案可为类似烟囱的爆破拆除提供参考。

为在复杂环境下对两座200 m钢筋砼桥梁（连续梁老桥与拱形新桥）实施控制爆破，选择双桥桥墩、连续梁腹板及双曲拱桥拱脚为爆破部位，破坏桥梁的主要承重部位。采用深孔桥墩爆破和浅孔主梁爆破相结合的爆破方法，降低施工安全风险并提高施工效率。其中，深孔桥墩爆破采用由桥面向桥墩的大直径垂直炮孔，克服了桥墩圆弧面对最小抵抗线计算的影响，减少了钻孔工作量。设计起爆方式为梁桥同方向逐跨分段延期起爆，即：两桥由南向北同向逐跨起爆，每跨之间等间隔延时，同时两桥之间设计50 ms的延时间隔（新桥的起爆时间比老桥延后50 ms）。为减少爆破振动及塌落振动，采用毫秒延时控制爆破，最小抵抗线方向背离较近岸边保护对象。此外，为控制爆破飞石，采用了桥台堆沙袋，爆破体进行钢丝网捆扎并用多层竹笆覆盖的防护措施。起爆后，大桥逐跨坍塌，被爆桥体塌落解体较充分，塌落振动及飞石控制效果良好。

针对水下爆炸荷载作用下混凝土隧道结构的动态响应、损伤演化及其破坏问题，本文采取室内模型试验与数值计算相结合的方法，根据东湖水下隧道设计了比尺为40∶1的试件，开展了水下箱型混凝土隧道缩比模型的爆炸试验，通过监测应变信号，比较了不同乳化炸药当量下混凝土隧道试件的动态响应规律，通过测量破坏范围的大小、裂缝扩展的长度，调查了箱型隧道缩比模型试件在水下爆破荷载作用下的破坏形式；采用ANSYS/LSDYNA中S-ALE算法对试验进行了1∶1建模仿真分析，对照试验数据及破坏形态，发现模拟结果与试验结果基本一致，同时对仿真结果进一步分析得到了水下爆炸冲击波的传播完整过程和试件结构的变形规律，通过对测点应变、位移数据的统计分析，揭示了箱型隧道试件在爆炸荷载下的动态响应机理。结果表明：箱型混凝土隧道结构在横向上的应变远大于纵向上应变；隧道破坏位置主要集中在爆源附近区域以及结构转角位置，验证了S-ALE算法能够较为准确的模拟出水下爆炸下结构的动态响应及损伤演化。

由于粉矿仓固有结构因素、粉矿性质、环境因素等影响，粉矿仓堵塞是有色金属矿山选冶生产过程中经常出现的问题。采用空气炮、人工敲击等处理方式效率低下、劳动强度大，不能满足生产需求，采用控制爆破疏通粉矿仓堵塞是一种可行的方式。采用爆破方式处理堵塞的关键是在确保安全的条件下药量的确定，对粉矿仓堵塞原因、堵塞体特征及爆破疏通的原理进行分析，根据堵塞位置和堵塞程度采用两种药量计算公式进行计算：1、参考凝结物解体爆破经验公式，粘壁性堵塞按结碴厚度设计计算药量，上部直径较大处取值0.59 kg，锥形下料口直径较小处取值0.07 kg；2、根据体积药量计算原理及粉矿仓堵塞体特征推导出矿仓堵塞疏通的爆破药量计算公式，上部直径较大处取值0.49~0.98 kg，下部直径较小处0.15~0.30 kg。对粉矿仓内爆破安全条件进行分析，采用Faupel修正公式和冲击波计算核算安全压力确定粉矿仓内爆破安全用药量，在上部直径较大处取值0.6 kg，下部直径较小处0.15 kg药量处于筒仓安全允许范围内。实施过程中控制上部用药量不超过0.6 kg，下部不超过0.15 kg药量，15个堵塞的粉矿仓采用爆破方式处理，全部安全疏通，达到预期效果。实践表明设计计算药量合理，安全措施有效，采用爆破方式处理有色金属矿粉矿仓堵塞安全、可靠、高效，可为类似工程提供参考借鉴。

为了研究静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制，利用应力-损伤耦合模型进行了不同水化速率下矿体力学损伤数值模拟，分析了水化速率对矿体应力场及损伤区演化规律影响，揭示了钻孔布置模型对水化速率作用的机制。研究结果表明：静态爆破损伤区发育可以分为压实阶段、微损伤形成阶段、损伤区发育阶段、损伤区贯通阶段等4个阶段，其中损伤区发育、贯通阶段应力作用最为显著；矿体应力场及损伤区随着水化速率的增大而增加，并且在快速释能初期水化速率对应力场及损伤区影响差异性较小，快速释能后期水化速率对应力场及损伤区影响差异性显著；钻孔布置模型影响水化速率作用机制，其中单孔力学模型下水化速率促进膨胀压差异性，双孔力学模型下水化速率促进应力叠加，导向孔布置模型最为显著，初期水化速率加快应力运移，后期水化速率促进应力叠加，在时间维度和应力维度的共同作用下造成损伤区扩展、贯通；本次数值模拟和现场测试方案中，静态爆破剂水化速率1.8 MPa/min，钻孔直径113 mm，钻孔间距1000 mm，合理的孔间距与钻孔直径比η=9，导向孔布置模型可有效地致裂矿体、产生大量损伤区。该研究为提高静态爆破技术的致裂效果及施工布置提供了参考依据。

铝粉是火炸药行业中最常用的金属燃料。相比微米铝粉，纳米铝粉的比表面积、反应活性和反应完全性都高得多。因此，将纳米铝粉应用于炸药中，无疑将改善炸药的反应完全性，增加炸药威力，提高弹药的毁伤效能。本文系统综述了纳米铝粉对爆轰性能、安全性能、工艺性能等多种炸药性能的影响。就爆轰性能而言，纳米铝粉可以提高混合炸药几乎所有的爆轰参数，包括爆速、爆热、空中爆炸的冲击波超压峰值、水下爆炸的总能量、燃料空气炸药的爆炸压力峰值和爆炸压力上升速率、金属加速能力、纵火能力、作功能力及猛度等，可以全方位提高混合炸药的毁伤效果。但是，由于部分研究者选用的纳米铝粉有效铝含量差异较大，常常得出不同的结论。就安全性能而言，纳米铝粉的引入提高了混合炸药的撞击感度、摩擦感度、冲击波感度、热感度等，显著降低了炸药的点火能，并且对常用炸药（如TNT、RDX、HMX、CL-20、NG、TATB等）热分解有促进作用，导致纳米炸药的引入对混合炸药的安全性能有不利影响；就工艺性能而言，在浇注固体炸药体系中，纳米铝粉增加了浇注固体炸药体系的粘度，降低了压装炸药体系中炸药药柱的密度，纳米炸药的引入恶化了混合炸药的工艺性能。本文指出，由于纳米铝粉的比表面积大、反应活性高，从制备到储存的各个环节极易氧化，造成纳米铝粉的有效铝含量急剧降低，是部分研究者得到错误结论的一个重要原因。因此，应深入研究纳米铝粉的制备方法和存储条件，使纳米铝粉在炸药中充分发挥效能。

针对新疆某露天矿复杂岩性台阶爆破大块率高，炸药单耗大，爆破效果差等问题，利用XF型数码电子雷管高精度、高安全度的优势，采用控制变量法，在该矿东帮四个标段445~595水平分别进行了59场不同可爆性岩体孔间、排间最优微差时间的爆破试验。通过对爆堆形状、矿岩块度及炸药单耗的统计，确定了最优的孔间和排间延期时间。试验结果表明：针对泥岩为主，部分细砂岩性台阶，孔间、排间延时/米分别取5.9 ms/m和14 ms/m时，爆堆平整，块度均匀；针对砂岩为主，部分泥岩岩性台阶，孔间、排间延时/米分别取2.7 ms/m和14.2 ms/m时，爆堆形状及规格合理，大块率较低。将试验结果应用于该矿现场生产，炸药平均单耗较往年同比降低4.03%，大块率降低1.8%。该项研究表明：针对复杂地质条件选取合理的孔间、排间延时时间，可有效降低炸药单耗，节约成本，且爆堆平整，块度均匀，降本增效显著。本次试验所确定的孔间排间延时时间，可为准东地区同等地质条件下泥岩、砂岩混合台阶爆破延时时间选取提供重要的现场数据。

提出了一种基于弱光栅传感器特性的监测方法，用于长期监测运营期盾构地铁隧道中存在的不均匀沉降和管片水平错动位移。将缆状弱光栅传感器经过预拉伸后，呈菱形固定在盾构隧道的壁面，通过监测弱光栅传感器的形变量，可以判别隧道结构变形的不同模式并计算出隧道变形量，满足工程所需的实时性和精度要求。依据相似比原则，设计制造了1∶5的隧道位移模型，模拟隧道管片的局部伸缩、沉降、水平位移，将光栅传感器固定在壁面上，开展了弱光栅监测灵敏度试验、不同菱形布设角度下弱光栅监测结果对比试验和竖直沉降与水平位移试验，对比监测结果与实际位移量。研究结果表明：①在相同沉降情况下，弱光栅菱形布设时的光栅应变量要大于直线型布设时光栅的应变量，菱形布设方法对沉降量的变化敏感度优于传统直线型布设；②10°~20°为弱光栅菱形布设较优的倾斜角度区间，监测结果误差较低；③以光缆布设倾角为15°的试验数据为基础，建立了弱光栅波长变化与管片位移的反演方程。

密闭容器内预混气体爆炸非常复杂，为研究点火位置对甲烷/空气预混气体爆炸特性的影响，在初始压力为101 kPa和初始温度为300 K的环境下，开展1 m³密闭球形爆炸容器中10 vol%甲烷浓度的中心点火爆炸实验，并使用Fluent数值模拟软件，采用LES湍流模型和Zimont燃烧模型，研究不同点火位置（中心点火、0.5R点火、R点火）对容器内甲烷/空气预混气体爆炸特性的影响，包括火焰结构演化、爆炸温度、爆炸压力、爆炸压力上升速率。结果表明：（1）在中心、0.5R和R处点火时，火焰分别向四周膨胀直至容器壁面、轮廓由最初的“左薄右厚”逐渐转变为“左侧凸起的尖角”和在壁面处从“圆弧形”逐渐拉伸转变成“尖形”向左侧发展；（2）不同点火位置下温度场存在温度梯度，升温规律均由点火中心能量持续向外释放，温度不断积聚升高；（3）不同点火位置下爆炸压力变化趋势基本一致，由于壁面绝热，最终最大爆炸压力均稳定在766 kPa左右；（4）中心点火时最大爆炸压力上升速率最大，较0.5R点火和R处点火分别增大了94.5%和141.8%。

在露天矿爆破开采过程中，大块率是评价爆破质量的一个重要指标。较高的大块率不仅会大大降低采装效率，同时也增加二次破岩的费用，因此大块率统计是露天矿开采中一项重要工作。针对目前矿山存在的矿岩大块率统计复杂且准确性不高的问题，以乌努格吐山铜钼矿为研究对象，收集了矿区内台阶爆破爆堆图像数据，构建了基于深度学习的爆堆大块率统计模型。首先基于U-net矿岩图像分割模型，初步分割标注处理的数据集，建立了矿岩轮廓初次分割效果图。在残差学习模块基础上，改进Resu-net模型，优化训练标注数据，获得了最终矿岩轮廓分割效果图。最后，采用OpenCV图像处理技术，通过最小外接矩形法确定了爆堆块度尺度信息。结果表明，本研究提出的U-net+Resu-net爆堆块度优化分割模型准确率达到97.84%，爆堆矿岩图像分割数据较准确。通过OpenCV技术与相机单目成像原理相结合的方法，实现了倾斜爆堆矿岩图像的爆堆块度统计。此外，所开发的交互式界面操作简单，可快速统计大块尺寸。满洲里乌努格吐山铜钼矿的应用表明，该方法可高效、准确统计爆堆块度，具有一定的推广价值。

为分析我国民爆物品爆炸事故一般性规律与事故原因，对2006—2023年全国民爆物品爆炸事故的发生时间、地区分布、事故等级等维度进行事故统计与分析，使用层次分析法构建了包含人、机、环、制度4个一级指标和安全意识、技术培训、监管力度、安全教育、标准化作业、生产设备、生产工艺、天气气候、仓储条件、安全管理体制、应急管理制度共11个二级指标的层次结构模型，通过分析得到各指标权重进而对爆炸事故影响因素做出重要性排序。研究结果表明：爆炸事故发生次数逐年降低，安全形势转好，时间上集中于每年的第2、3季度，空间上以“南北高低交错”特征分布于各省份，事故等级中一般事故、较大事故占据主导地位；基于层次分析法得知一级指标中人是造成事故的最主要因素，二级指标中标准化作业、生产工艺、监管力度和安全管理体制是比较重要的几项因素，最后针对事故影响因素重要度提出了严格标准化作业、增加安全投入、加强监管力度和完善安全管理体制的预防措施。

为了研究露天矿爆破技术的发展轨迹和热点变化规律，在中国学术期刊出版总库（CNKI）中选取“露天矿”并含“爆破”检索条件，获得1116篇有效期刊文献作为样本。通过利用CNKI的文献可视化分析报告和CiteSpace这一可视化知识图谱工具，对我国露天矿爆破研究领域的发展现状、分布特征、研究热点和前沿趋势进行了全面而深入的研究和分析。研究表明：露天矿爆破研究主要分为：①露天矿爆破理论的确立和发展阶段（2010年前）、②现代技术运用和创新阶段（2010—2015年）、③绿色智能精细化发展阶段（2015年至今）3个阶段；学科分布主要是矿业工程和工业通用技术与设备；发文期刊主要是《爆破》、《工程爆破》以及其他矿业工程领域的期刊；研究作者及机构主要是矿业相关高等学校教师以及企业、研究院研究人员；研究主题主要包括爆破工艺过程中的爆破设计软件开发与应用，孔网参数、炸药单耗、装药结构等爆破参数优化，深孔爆破、台阶爆破、抛掷爆破、预裂爆破等爆破方式，爆破振动的控制与监测，数值模拟、人工智能算法的应用，爆破质量原因分析及爆破效果评价。未来的露天矿爆破将继续朝着自动化、智能化、精确化和环境友好化的方向发展，通过技术创新和多学科融合，为矿山行业提供更高效、安全、可持续的爆破解决方案。