爆破过程的计算机模拟发展迅速,原有模型不断完善,新模型大量涌现
(1)、原有模型不断完善。自60年代以来出现的一些爆破数学模型,到目前为止,已作了多次改进,有些仍在不断完善中。例如,由加拿大皇家军事学院R.法夫罗(Reger Favreau)研制的“BLASPA实用优化数学模型”,后经美国杜邦公司(Du Pont)加以改进,现已得到大量推广应用;英国ICI公司澳大利亚分公司G.哈利斯(Harries)研制的“HARRIES数学模型”,可以定量描述断裂破碎过程,现正在不断完善,拟用三维动态模型全面模拟爆破;美国桑地亚(Sandia)试验室开发的“CAROM计算机模拟程序”,可以预测岩石的运动规律和爆堆形态,现经改进后的模型与实际吻合良好,其模拟结果的误差率,对爆堆形态为10%,对爆破快度为10%-20%。
(2)、新模型大量涌现。近年来,各种新模型(或软件包)相继问世。例如,美国NOR-ANDAN科技中心的三维软件BLASTCAD,中国马鞍山矿院的BMMC模型及后来开发的露天台阶爆破三维数模,南非 Gunningham.C的KUZ-RAM统计型数模;巴西Dinis da gama的裂隙块度分布预测数模,中国的峒室抛掷爆破SC3-BOPE工具软件,美国Empire矿山公司S.Sall和T. Barkley建立的爆破块度经验模型,加拿大皇后大学P. D. Katsabnis用有限元法建立的爆破模型,中国工程兵工程学院的峒室爆破CAD,精确爆破服务队(Precision Blasting Services-PBS)为爆破设计和振动控制编制的约20个不同软件,都可以十分迅速和精确地用于爆破设计。
0.4.3 爆破技术迅速发展,爆破效果和危害效应可有效控制
科学技术促进了爆破技术的发展,大到一次性万吨级炸药爆破,小到人体内结石爆破,各种新技术、新方法不断涌现。新型施工机具、新炸药品种、先进起爆器材和起爆方法、精确监测仪器等运用到爆破工程中,使爆破水平有了很大提高,爆破效果有了保证,爆破危害效应可有效控制。爆破方案确定、参数优化设计等实现了计算机化。如美国奥其汀炸药公司(Austin Powder Company)编制的QET计算机程序,可根据地形地质情况、爆破参数、装药结构、破坏要求的块度和爆破危害效应等,自动确定不同的爆破方案供选择。
0.4.4 监测仪器向自动化、微型化方向发展
爆破安全监测范围应包括:爆破震动、爆破冲击波、爆破飞石、爆破噪音等。但各国监测的内容主要是爆破振动。目前爆破振动的数据采集与频谱分析技术以达到了很高的水平,监测仪器向着自动化、微型化和准确化方向发展。如美国SAVLS公司生产的NCSC5000型便携式微机控制数字输出测震仪,测试结果在爆后1分钟可由打印机输出,自动化程序高、误差很小;又如Instantel公司生产的第四代数字化地震仪DS—007MiniMate,重量小于1.4kg,可置于手掌上,记录和存储量可达到每秒40个信息,全波形存入外存储器,充电电池(可连续工作10天)用尽,数据不会丢失。
0.4.5 新型器材和施工机具不断出现,爆破技术向着更加科学的方向发展
新型爆破器材和先进的起爆系统及新型施工机具的面世,改变了传统意义上的起爆方式及爆破方式。新型炸药的出现,不仅在性能上有所改观,而且其物理状态有了变化,为研制新型起爆器材或达到某种军事目的奠定了物质基础,或更加适应爆破环境及其与爆体的匹配获取更好的爆破效果;近几年出现的新型起爆器材和起爆系统,正朝着使用安全、延时准确、起爆可靠、微差多段及操作可遥控等方向发展;起爆网路系统的可靠性,目前已能按照可靠性数学进行定量分析(我军工程兵工程学院研究成果),改变了过去完全靠经验定性评估的落后状况;新型施工机具的不断面世,不仅极大的提高了爆破效率,更重要的是促进了爆破技术向着更加科学的方向发展,使爆破的应用范围和爆破的规模扩大,安全性更有保障。
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