椭圆双极线性聚能药柱不耦合系数试验研究及数值模拟

为确定椭圆双极线性聚能药柱(EBLSC)炮孔不耦合系数,利用研制的EBLSC药柱,提出了一套EBLSC药柱对炮孔靶板的侵彻效应测试试验方法,用该方法测试同一药柱在6组不同孔径的软材料靶板上的侵彻效应,对实验数据进行多项式拟合,得到槽深y与孔径的定量关系,进而得到最佳弹靶关系,即最佳不耦合系数。为进一步验证方法的有效性,利用LS—DYNA对EBLSC药柱侵彻软材料靶板的性能进行了数值模拟,研究表明数值计算结果与试验得到的最佳不耦合系数较为一致,可见该试验方法能很好地确定EBLSC药柱不耦合系数。数值模拟得到的变形趋势和变形量与试验结果趋于一致,证明所采用的试验方法是正确的。

光面爆破椭圆双极线性聚能药柱有效功及不耦合系数模拟研究

基于动力学仿真软件AUTODYN,对椭圆双极线性聚能药柱(EBLSC)进行了数值模拟。采用二维面对称计算方法,花岗岩岩体,空气夹层不耦合装药条件,研究了EBLSC结构及不耦合系数对光面爆破效果的影响,并建立有效体积功模型以评价爆破效果。结果表明,炮孔连线方向和垂直方向上的比冲量相近,偏差<10%,故总能量沿周向近似均匀分布,但炮孔连线方向产生明显侵彻裂隙,且粉碎圈厚度和腔体扩张程度要小得多,表明该装药结构能够明显提高炸药能量的利用率和爆破效果;随着不耦合系数增大,炮孔连线方向上的损耗体积功先减小后增大,存在最大有效功。利用曲线拟合,得到最优不耦合系数约3.62,与相关文献的试验结果相近。

双聚能槽药柱的研究与应用

对中国专利产品“双聚能槽药柱”爆炸效果研究时发现，它会聚集炸药爆炸后的成缝能量并使炸药爆速变小，在采用专用对中装置后可确保聚能射流能够沿着预裂（光爆）面发挥气刃作用。这样爆破应力波作用、高压气体的膨胀作用、聚能射流的气刃作用在岩体形成裂缝的瞬间能够更完美地相互作用，从而完成了将预裂（光面）爆破和聚能爆破机理的完全结合，实现了“双聚能预裂与光面爆破综合技术”的生产性应用并获中国发明专利，数值模拟研究及模拟试验也得出了与之吻合的结论。该项专利技术可以减少造孔工作量、单位面积装药量、能源消耗50％～65％，可节约成本50％～55％，同时还可大大减小爆破对保留岩体的危害作用和增强岩石边坡的稳定性，因此加快了施工进度和提高了施工质量，推广该项技术无疑会创造极大的经济效益和社会效益。