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《炮孔裝藥量與炮孔間距關系的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第14卷第2期含能材料Vol.14，No.22006年4月CHINESEJOURNALOFENERGETICMATERIALSApril，2006文章編號：1006-9941（2006）02-0151-04炮孔裝藥量與炮孔間距關系的研究羅勇，沈兆武，夏紅兵（中國科學技術大學力學與機械工程系，安徽合肥230026）摘要：為了有效解決炮孔間距與炮孔用藥量之間的合理性問題，運用爆炸力學理論和巖石力學理論，初步分析爆炸應力在巖體中產生破裂區(qū)的機制，并計算了炮孔中不耦合裝藥起爆后巖體中粉碎區(qū)和裂隙區(qū)的范圍，建立了爆炸應力與裂縫區(qū)大小之間的關系，從理論上解決了炮孔裝藥量與炮
2、孔間距之間的相互合理性問題。現場試驗表明，對于一個掘進循環(huán)，炸藥成本共減少約了17.8%；循環(huán)進尺增加了0.2m；周邊炮孔眼痕率超過92%；巷道成形質量好，不平整度下降到100mm以內；取得了大塊率小、巷道成型好、施工快的理想效果，既保證了工程質量，又降低了成本。關鍵詞：爆炸力學；巖石爆破；爆轟；爆破參數中圖分類號：TJ55；TD235文獻標識碼：A1010Pa以上，強大的壓力作用使爆源附近的巖體因受1引言高溫高壓的作用而被粉碎，形成粉碎圈；同時在粉碎工程爆破在公路橋梁等基礎設施建設、城市控制爆圈邊界上，爆炸沖擊波衰減成應力波繼續(xù)傳播，并在粉破拆除、水利工程、礦
3、山開采等經濟建設領域得到了廣碎圈外形成應力場，在切向方向上將受到拉應力作用，泛應用，它不僅降低了工程成本、提高了施工速度，而且產生拉伸變形，由于巖體的抗拉伸能力遠遠低于抗壓帶來了巨大的經濟效益和社會效益。但爆破機理和理能力，故當拉應力超過破壞應變值時，就會首先在徑向論研究同爆破技術發(fā)展的不平衡，又限制了工程爆破技方向上產生裂隙。在徑向方向上，由于各質點的徑向術的進一步發(fā)展，如孔網參數和炮孔藥量的選取，往往位移不同，必然產生剪應力，如果剪應力超過巖體的抗［3］是在考慮現場條件后過于依賴參考工程經驗。炸藥在剪強度，則產生剪切破壞，產生徑向剪切裂隙。應巖體中爆炸時，首
4、先在巖體中產生爆炸沖擊波作用，爾力波過后，爆炸產生氣體的準靜態(tài)壓力使孔壁裂隙進［4～6］后，應力波和爆生氣體準靜壓共同作用，這兩種作用都一步擴展。對巖體中裂隙圈的形成有貢獻，其大小與裝藥方式、巖顯然，巖體中的應力大小，不僅與距爆源的距離有體結構及爆破參數等有關［1］。在鉆孔爆破中，如果炮孔關，而且每點的應力也隨著時間發(fā)生變化。即該應力間距過小或炸藥量偏大，則會增加鉆孔工作量和加大炸不僅是空間坐標的函數，也是時間的函數。假設炮孔藥消耗量，并造成粉碎區(qū)過大，經濟上也不劃算；而藥堵塞良好，炮孔中炸藥爆轟后，孔壁巖體在爆炸沖擊波量偏少或者炮孔間距過大，則又不能達到預定的
5、爆破強烈作用下，形成粉碎區(qū)，同時沖擊波在粉碎區(qū)邊界上效果［1～3］。因此，為了使爆破孔的裝藥結構及鉆孔布衰減成應力波繼續(xù)傳播，形成裂縫（隙）區(qū)，直到應力［3～6］置達到對爆破的地震效應和破壞范圍的控制，藥量與波在巖體中衰減到不足以使其產生裂隙。為了討論問題的方便，稱粉碎區(qū)以外的裂隙擴展范圍為塑性炮孔間距的控制顯得尤為重要。為此，本文對爆破方法的裝藥量與炮孔間距之間的關系進行了研究。區(qū)，裂縫（隙）區(qū)以外為彈性區(qū)。設炮孔半徑為rb，粉碎圈半徑為Rc，彈性-塑性分界線為半徑為Rp的圓，即2炸藥爆炸對目標巖體的影響塑性區(qū)的半徑為Rp，如圖1所示。根據爆炸對孔壁產生的初始
6、脈沖峰壓，按不同的裝由鉆孔爆破學可知，爆轟后的瞬間，首先作用于炮藥結構特征計算初始壓力。炮孔裝藥起爆后爆轟產物孔壁的是爆炸沖擊波，它以一定的速度向各個方向傳［4］作用在炮孔壁上的初始沖擊壓力p0可用（1）式計算。播。爆炸氣體的超壓同時作用在孔壁上，壓力可達2p0D-2k收稿日期：2005-09-09；修回日期：2005-11-11p0=2（k+1）·Kd·le·n（1）作者簡介：羅勇（1977-），男，博士生，研究方向為現代爆炸技術與工式中，p0和D分別為炸藥的密度和爆速；Kd為裝藥徑程安全。152含能材料第14卷向不耦合系數，Kd=db/dc，dc和db分別為
7、裝藥直徑和Rc的炮孔中的準靜壓過程。此時，對巖體進行應力分炮孔直徑；le為軸向裝藥系數，le=lc（/lb-ls），lc為炮析時應分別按彈性區(qū)和塑性區(qū)求解?？變妊b藥長度，lb為炮孔長度，ls為炮孔堵塞長度；n3.2彈性區(qū)應力分析為炸藥爆炸產物膨脹碰撞孔壁時的壓力增大系數，一設炮孔內部壓力為p，柱坐標系中3個坐標分別般取10；k為爆轟產物的等熵指數，取k=3。用r、θ、Z來表示，而σr、σθ分別表示巖體內某點的徑向和環(huán)向應力。彈性區(qū)可以考慮成一個具有圓形孔道的無限大彈性體。根據彈性力學知識，對于具有圓形孔道Rp的無限大彈性體，彈性區(qū)的應力分量為：2?Rpσr=-p
8、int2?r?（5）2?
