基于HJC本构的隔离矿柱爆破崩落排间延时优化及振动控制

费鸿禄; 丁炆; 荆广杰; 陈良雨; 杨仕韬; 胡刚

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2026003

矿业科学学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (2) : 429 -442. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2026003

基于HJC本构的隔离矿柱爆破崩落排间延时优化及振动控制

费鸿禄, 丁炆, 荆广杰, 陈良雨, 杨仕韬, 胡刚

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摘要

采用爆破崩落法治理采空区时，崩落的矿岩会对采空区下部采场顶板造成冲击扰动，易引发失稳风险。为保护下部采场顶板稳定性，以白音诺尔1号矿体采空区隐患治理工程为背景，基于矿岩物理力学参数进行HJC本构参数标定；进行SHPB试验探究矿岩动态本构行为，并结合模拟结果验证HJC本构模型可靠性；使用LS-DYNA结合HJC本构参数对隔离矿柱崩落排间延时进行模拟与优化。研究结果表明：在低冲击气压下，2种矿岩的动态压缩应力-应变曲线均呈现滞回效应；在相同冲击气压下，隔离矿柱试件呈现有限的破坏程度，而下部采场顶板矿岩出现更高的破碎程度；在不同排间延时的模拟结果中，100 ms工况下的应力叠加效果显著，隔离矿柱解体程度高，在顶部出现贯通裂缝，失效单元体积达998 m³;爆破后崩落的隔离矿柱在采空区形成有效缓冲层，将露天矿与地下空间隔离，避免了冲击扰动引发的下部采场顶板失稳；巷道爆破振动测点的峰值振速为0.64 cm/s,远小于规定的允许值下限15.0 cm/s。