岩体节理特征对液态CO₂爆破效果的影响规律

摘要

为了研究节理几何特征对液态CO₂爆破效果的影响，基于液态CO₂爆破应力波的传播特征，构建了不同节理几何特征条件下CO₂爆破应力波入射模型，结合LS-DYNA软件及分形维数，分析了节理长度、宽度、倾角、弧度、距炮孔间距对液态CO₂爆破效果的影响规律.结果表明：节理对液态CO₂爆破应力波具有明显的阻滞作用，阻滞系数一般在0.2～0.8之间，节理几何特征对阻滞系数波动性的影响程度由大到小依次为：节理间距L,节理倾角θ,节理宽度d,节理弧度μ,节理长度l.节理岩体液态CO₂爆破后的岩体损伤可分为破碎区、爆破裂纹2部分，其中，破碎区主要位于炮孔与节理之间，爆破裂纹主要位于炮孔周边及节理端部.通过分形维数表征节理岩体的损伤情况，发现节理几何特征对液态CO₂爆破岩体损伤情况的影响程度由大到小依次为：节理宽度d,节理长度l,节理间距L,节理倾角θ,节理弧度μ,结合回归分析及线性拟合建立了相应的损伤预测模型.研究成果在洛阳嵩县某金矿进行了试验验证，在减小施工量的同时有效提升了节理岩体的爆破效果，促进了液态CO₂爆破技术的推广应用.

关键词

液态CO₂爆破 / 节理岩体 / 几何特征 / 爆破应力波 / 岩体损伤 / 分形维数