王姚姚，汪海波，程 兵，宗 琦，谢 平，王梦想

(1.安徽理工大学 土木建筑学院，淮南 232001；2.淮南矿业(集团)有限责任公司 顾北煤矿，淮南 232001)

不耦合装药结构因其空气间隔的存在，可以降低岩体爆炸冲击波的作用强度、延长爆生气体作用时间，主要用于光面爆破和预裂爆破等[1-4]；耦合装药结构可更好地利用炸药爆炸应力波进行破岩，用于深孔爆破增透和硬岩巷道掘进等方面[5-6]。程兵通过LS-DYNA模拟软件分析不同耦合系数炮孔周边裂纹分布状况[7]，推断出不耦合侧岩体中应力峰值不仅小于耦合侧，且出现的时间也滞后于耦合侧；宗琦推导出了冲击波作用的压坏区和裂隙区扩展半径公式[8]；戴俊利用Mises强度准则并考虑岩石三向受力及其强度的应变率效应[9]，推导出柱状药包爆炸在岩石中引起的压碎圈与裂隙圈半径的计算式。龚敏对松软煤层深孔爆破的力学性能进行了研究[10]。

在煤矿巷道掘进实际工程中，钻孔直径主要有32 mm、35 mm、42 mm，炸药药卷直径有27 mm、29 mm、32 mm、35 mm。具体采用哪种组合，取决于现场施工人员习惯。基于现有研究成果，利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立爆破计算模型，得到不同孔径和药卷直径组合时模型体内的有效应力，分析了不同组合工况爆破应力波传播过程和爆破效果的影响，为岩巷硬岩爆破掘进提供理论依据。

1 耦合装药破岩理论计算

1.1 岩石损伤准则

爆轰冲击波的强压缩导致粉碎区的形成，消耗了部分的能量，使冲击波迅速衰减成应力波向岩体四周传播，进而形成裂隙区。……