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双孔台阶延期爆破效应的数值模拟研究*

2021-09-15杨靖宇

爆破 2021年3期

杨靖宇,杨 军,荣 凯

(北京理工大学 爆炸科学与技术重点实验室,北京 100081)

与同时起爆相比,延时起爆可以更加高效地利用炸药能量,减小炸药单耗,改善爆破效果。随着数码电子雷管和逐孔起爆技术在露天矿开采工程中的广泛应用,选择合适的延时间隔以达到工程目的俨然成为爆破技术研究的热点问题[1]。

关于孔间延时起爆对岩体内物理现象的影响机制,学界内存在着多种定性推断和理论假说。陈士海等指出[2],先爆破药包在岩体间形成的缝隙为后续药包产生的应力波提供了新的自由面,使得岩体在卸载时的拉应力作用下形成二次破碎,此时起爆后爆药包的爆破效果最佳。Shia等指出岩体的位移时间与最小抵抗线的长度存在函数关系[3],并总结出岩块位移时间为应力波传播至自由面时间的5~10倍;楼晓明等认为先爆药包应力波传到后爆药包,在应力波作用的同时起爆后爆药包[4],此时两者振动波存在时差以及速度差,破裂岩块会相遇并激烈碰撞,使岩块充分破坏。

随着计算机技术的不断发展,众多学者将动力有限元软件模拟分析引入到双孔延时爆破的研究中。Schill和Sjöberg运用LS-DYNA有限元软件研究了延迟时间对双孔模型爆破效应的影响[5],认为孔间存在局部相互作用的应力波效应。苏波等利用数值仿真手段研究了双孔不同延时间隔下爆破振动波形的相互叠加作用[6]。李顺波等对不同延时起爆时岩石的破碎程度进行了数值仿真研究[7],认为当起爆延时与最小抵抗线为2 ms/m时,岩体的爆破效果最佳。……

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