炮孔水介质不耦合装药爆破的研究

基于现有爆破理论和爆破技术,对钻孔爆破中水和空气不耦合装药爆破进行了研究,从理论上推导了采用不同耦合介质时炮孔孔壁初始压力,得到的结论是水介质不耦合爆破对爆炸能量的利用率更高,形成的准静态应力场强度更强,作用也更均匀持久。现场试验表明水不耦合装药爆破装药量少,爆破震动低,围岩稳定好,成孔率高,并可大大地节约施工成本、降低爆破烟尘和提高施工循环进度。

孔底轴向水介质不耦合效应的数值模拟

运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对耦合装药和孔底水不耦合装药2个模型孔底起爆进行计算,对计算结果进行对比分析发现:不耦合装药在模型底部由于水的缓冲作用使得应力、有效应力、最大剪应力、最大主应力峰值较小,但振动加速度、振动速度以及合成位移的峰值较大加速了裂隙的形成和扩展,改变了能量的做功效果,有利于孔底岩石的破碎;在模型的上部与耦合装药监测到的结果较为类似,孔底水不耦合装药对本模型上部炮孔的爆破效果影响甚微。

水介质爆破模型试验研究

以水泥砂浆试块为试验模型,进行空气耦合装药及水介质耦合装药爆破试验,分析出不同情况下的爆破后试块的粒度分布特征。对试验结果分析研究表明,水介质耦合装药与空气耦合装药相比,在药量相同的条件下,水介质爆破的粒度更加均匀,大块率降低很多,表明水介质耦合装药的爆破作用强度大、能量利用率高。