采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (5): 1175-1187.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0009

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多孔爆破岩石破坏机制及起爆方式选择

阚吉亮1,2,窦林名3,周坤友2,杨科2,李家卓2,李许伟3,刘明洪4   

  1. 1. 安徽理工大学安徽省煤炭安全精准开采工程实验室,安徽 淮南 232001;2. 安徽理工大学矿业工程学院,安徽 淮南 232001; 3. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;4. 托克逊县雨田煤业有限责任公司,新疆 吐鲁番 838000)
  • 出版日期:2025-09-15 发布日期:2025-09-16
  • 通讯作者: 窦林名,E-mail:0262@cumt.edu.cn,Tel:0516-83995904
  • 作者简介:阚吉亮(1995— ),男,山东省临沂市人,博士,讲师,硕士生导师,从事冲击地压、矿震机理及防控等方面的研究。
  • 基金资助:
     安徽省煤炭安全精准开采工程实验室开放课题(ESCMP202401);国家重点研发计划项目(2022YFC3004603);安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金项目(2023yjrc75);国家自然科学基金项目(52304197)

Rock failure mechanism of multi-hole blasting and selection of initiation pattern

  • Online:2025-09-15 Published:2025-09-16

摘要: 针对多孔爆破岩石破坏机制及起爆方式选择问题,建立了多孔柱状装药爆破应力传播叠加及岩石累积损伤力学模型,对比分析了不同起爆方式下岩石损伤破坏及爆破震动效应,并在新疆某矿开展了5种起爆方式下顶板深孔爆破工程试验,对爆破震动响应特征进行了监测分析。结果表明:所构建的力学模型能够实现多炮孔柱状装药同时起爆所激发的爆炸应力波叠加传播过程的定量求解,揭示了顺序起爆方式下岩石在多轮爆炸应力波作用下累积损伤破坏机制,数值模拟结果验证了该力学模型的正确性;多孔同时起爆方式下岩石爆破损伤破坏程度和范围均更大,随着起爆炮孔数量和装药量的增加,爆破所诱发的煤岩体震动强度逐渐增强;新疆某矿同时起爆一组扇形孔(4个)时所诱发的爆破微震震源能量达到1.1×106 J,接近临界安全值,并且强烈爆破震动诱发煤体瓦斯瞬间涌出,易导致巷道瓦斯浓度超限。综合考虑爆破防冲效果、爆破震动控制和施工效率,确定了该矿合理的顶板深孔爆破起爆方式。

关键词: 冲击地压, 多孔爆破, 应力叠加, 累积损伤, 震动效应

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