金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (6): 202-214.
段宝福1,2 龙珂炎1,2 李志宏1,2 步恋凯1,2 初安妮1,2
DUAN Baofu1,2 LONG Keyan1,2 LI Zhihong1,2 BU Liankai1,2 CHU Anni1,2
摘要: 切缝爆破通过定向调控爆破能量的释放路径,提高巷道掘进成型质量与围岩稳定性。针对矩形岩巷掘 进中截面拐角区域常规爆破易出现应力分散与围岩损伤的问题,基于现有对称型切缝药包结构,提出一种适用于拐 角区域爆破控制的直角型切缝药包结构。依托LS-DYNA数值模拟方法,系统分析了该结构在单孔及连孔爆破条件下 的能量传播特征、围岩损伤演化规律及裂缝扩展形式,并通过与不同装药结构模拟结果对比,评估其能量定向释放与 损伤控制效果,同时结合工程实际进行现场应用验证。研究表明,直角型切缝药包可实现爆破能量在垂直正交双向 方向的聚集与协同释放,其能量调控机理表现为切缝方向应力集中效应增强、非切缝区围岩应力响应显著减弱,从而 引导裂缝沿预设路径稳定扩展,同时抑制非切缝区的压碎破坏。研究提出的裂缝扩展影响指数Ks 与压碎区损伤影响 指数Kc 能够有效反映切缝结构对爆破能量的空间分配及围岩损伤形态的调控能力,为不同切缝装药结构的定量评价 提供了统一指标。工程实践结果进一步表明,直角型切缝药包的能量定向释放规律在实际矩形及复杂截面岩巷掘进 中具有良好的适用性,可显著改善断面成型质量、降低超挖与围岩松动程度。研究成果为切缝药包爆破的结构优化 设计及复杂截面巷道的损伤控制提供了理论依据与技术参考。
中图分类号: