装药不耦合系数对台阶爆破破碎块体抛掷运动规律影响研究

黄永辉; 阮迅; 雷振; 毛泽凌; 张智宇; 周继国

工程科学与技术 ›› 2025, Vol. 57 ›› Issue (02) : 223 -233.

黄永辉, 阮迅, 雷振, 毛泽凌, 张智宇, 周继国

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摘要

露天台阶爆破中破碎块体时空运动规律及能耗是衡量爆破效果的重要指标之一，针对不耦合系数改变情况下破碎块体运动速度和能耗问题，采用基础理论方法，通过破碎块体运动轨迹构建能耗计算公式，并结合模型试验，对不同不耦合系数情况下的爆破破碎块体运动速度变化规律及能耗情况开展系统研究。结果表明：起爆后，岩体在约2 ms时初步产生裂隙，约20 ms时加速完成；岩体自由表面呈现上下两侧低、中间高的鼓包形态；破碎块体的速度随着时间呈现加速—动态匀速—抛掷减速3个过程，并且在18 ms左右达到初始抛掷速度和抛掷动能，此后破碎块体基本不受爆生产物的作用；通过计算获得了不同不耦合系数条件下的抛掷动能值，其占炸药总能量的比例为5%～16%；抛掷动能及其占比随着不耦合系数的增大而减小，当不耦合系数从1.250增至3.375时，抛掷动能从3.06 kJ减小到1.12 kJ，抛掷动能占比从15.3%减小到5.6%。研究成果对露天台阶爆破不耦合装药条件下的岩体破碎、破碎块体运动规律及能耗分布研究具有理论指导意义和工程应用价值。