双介质不耦合断裂损伤控制爆破技术研究

【摘要】：本文根据断裂控制爆破的理论与实践,在现有爆破理论和爆破技术的基础上,结合空气隔层爆破的特点和水压爆破的特点,在分析总结前人研究结果的基础上,提出了一种新型的断裂控制爆破方法——双介质不耦合爆破法(即在炮孔内同时利用水和空气两种不同介质的爆破方法),并将该方法进行实践研究与应用推广。 双介质不耦合爆破法的装药结构采用径向不耦合装药,利用自行研制的异型爆破管将水介质和空气介质隔离开来,水介质对准将要破碎岩石的一侧,空气介质对准预留围岩一侧。该爆破法的理论依据及目的是:在炮孔中同时采用水和空气两种不同介质,利用水介质传递能量效率高,空气介质具有缓冲作用的特点来改变爆炸能量均匀分布于孔壁的状态;从而达到破坏水介质一侧岩石,且尽量减少空气介质一侧岩石爆破损伤的目的。同时由于水介质一侧炸药能量集中,岩石受力较大,并且岩石易受拉破坏,有利于贯穿裂缝的形成。 该方法融合了炮孔水压爆破和空气不偶合装药爆破的优点。既达到了提高炸药能量利用率、控制成块率等水压爆破的效果,又起到了利用空气隔层保护围岩的目的。 论文首先从断裂力学的角度出发,对定向断裂控制爆破成缝理论进行了研究,并应用损伤断裂理论,研究了成缝机理,建立了爆破过程裂纹的起裂、扩展和止裂判据,得出了水和空气爆破的主要参数计算公式。 本文对炮孔水压爆破和空气介质不偶合装药爆破冲击波的