巷道掘进药卷与钻孔直径匹配关系对爆破破裂范围的影响

摘要

为了研究炮孔不同耦合系数时的爆破效果，以满足现有煤矿岩巷掘进高效破岩的需要。通过对岩石的爆炸粉碎区和裂隙区范围进行探究，并且利用非线性动力模拟软件，模拟了在孔径32 mm、35 mm、42 mm情况下分别装入可装入的直径27 mm、29 mm、35 mm、42 mm药卷工况时的爆破效果，得到不同耦合系数装药的爆破过程和距炮孔中心不同位置的有效应力峰值；对不同时点岩石各个位置受到的有效应力峰值以及之后应力变化进行可视化表达；以及将各种情况下同一点所受到的峰值应力进行比对。结果表明：随着至炮孔中心距离的增大，应力峰值迅速衰减，且耦合装药无论在近处还是远处，其有效应力峰值的衰减程度均小于不耦合装药；耦合装药周边岩体受到的有效应力远远大于不耦合装药，且炮孔直径越大，有效应力峰值越大；耦合装药较之不耦合装药，有效应力峰值衰减相对较慢；不耦合系数相比较于炸药直径对有效应力峰值影响更大。且通过得到的裂隙圈半径，对单位炸药威力进行量化计算比对，得到采用42 mm炮孔耦合装药时，模拟单位炸药威力为447.02 mm²,更加适合施工现场采用。

关键词

硬岩巷道 / 耦合装药 / 数值模拟 / 应力峰值

基金资助

国家自然科学基金项目(52074009、51404010); 安徽省高校自然科学研究重大项目(KJ2017ZD11)