孔间短延时起爆爆生裂纹扩展行为研究

徐培良, 侯克鹏. 孔间短延时起爆爆生裂纹扩展行为研究[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(4): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.001
引用本文: 徐培良, 侯克鹏. 孔间短延时起爆爆生裂纹扩展行为研究[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(4): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.001
XU Peiliang, HOU Kepeng. Detonation Crack Propagation Behavior of Short Delay Blasting Between Holes[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(4): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.001
Citation: XU Peiliang, HOU Kepeng. Detonation Crack Propagation Behavior of Short Delay Blasting Between Holes[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(4): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.04.001

孔间短延时起爆爆生裂纹扩展行为研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(52064025);云锡公司新技术引进专项(YTDK2023010)
详细信息
    作者简介: 徐培良(1985—),男,云南双柏人,采矿高级工程师,在读工程博士,主要从事采矿技术和矿山安全管理工作,E-mail:450026561@qq.com
    通讯作者: 侯克鹏(1966—),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为岩石力学、边坡工程等,E-mail:496172617@qq.com
  • 中图分类号: TD235.1

Detonation Crack Propagation Behavior of Short Delay Blasting Between Holes

More Information
  • 为掌握逐孔起爆孔间延期时间对爆破破岩效果的影响规律,采用数值模拟手段,以某矿山灰岩为例,建立了双孔爆破数值模型,并标定了灰岩RHT本构模型的34个参数。模拟结果表明:逐孔起爆时,应力增强现象随着延期时间的增大而增大,但当Δt由0增大到80 μs时,孔间叠加产生的应力增强可以忽略不计;先爆孔的裂纹扩展面积随着延期时间的增加而增大,后爆孔的裂纹扩展面积随着延期时间的减小而减小,孔间裂纹扩展的宽度随着延期时间的增加而增大。研究成果为数码雷管精确延时性能的推广应用提供了设计依据。

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  • 图 1  试样加工与成品

    Figure 1. 

    图 2  失效面参数拟合

    Figure 2. 

    图 3  模型示意图

    Figure 3. 

    图 4  两组延期时间下双孔爆破应力云图

    Figure 4. 

    图 5  不同延期时间下测点应力峰值

    Figure 5. 

    图 6  Δt=60 μs时双孔爆破损伤云图

    Figure 6. 

    图 7  Δt=300 μs时双孔爆破损伤云图

    Figure 7. 

    图 8  不同延期时间下二值化损伤结果

    Figure 8. 

    表 1  灰岩静力学参数

    Table 1.  Limestone statics parameters

    岩性 密度
    /(g∙cm−3)
    单轴抗压
    强度/MPa
    抗拉
    强度/MPa
    剪切模量
    /GPa
    泊松比 纵波波速
    /(m∙s−1)
    灰岩 2.68 59.89 3.34 16.21 0.3 3698
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    表 2  不同围压下岩石力学参数

    Table 2.  Rock mechanics parameters under different confining pressures

    0.0059.890.331.00
    20.00199.821.333.00
    40.00287.152.044.13
    60.00359.712.675.00
    80.00424.353.255.75
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    表 3  灰岩RHT参数

    Table 3.  RHT parameters of limestone

    参数名称 参数值 参数名称 参数值
    初始密度/ (g·cm−3) 2.68 压缩屈服面参数 0.7
    单轴抗压强度fc/MPa 59.89 剪切模量缩减系数XI 0.55
    抗压强度比 0.055769 失效面参数A 2.55713
    剪压强度比 0.18 失效面指数N 0.70136
    剪切模量G/GPa 0.16 拉压子午比参数Q0 0.68
    初始孔隙度 1.0 罗德角相关系数B 0.05
    孔隙开始压碎时压力/MPa 39.93 压缩应变率指数 0.02
    孔隙完全压碎时压力/MPa 0.06 拉伸应变率指数 0.025
    孔隙度指数 3 参考压缩应变率/s−1 3.00E−05
    Hugonoit多项式参数A1/GPa 36.65 参考拉伸应变率/s−1 3.00E−06
    Hugonoit多项式参数A2/GPa 32.98 失效压缩应变率/s−1 3.00E+25
    Hugonoit多项式参数A3/GPa 3.39 失效拉伸应变率/s−1 3.00E+25
    状态方程参数B0 0.9 损伤参数D1 0.04
    状态方程参数B1 0.9 损伤指数D2 1
    状态方程参数T1/GPa 36.65 最小失效应变 0.01
    状态方程参数T2 0 残余应力强度参数Af 0.25
    压缩屈服面参数 0.8 残余应力强度指数Nf 0.62
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    表 4  炸药材料及状态方程参数

    Table 4.  Explosive materials and state equation parameters

    ρ/(g·cm−3) D/(m·s−1) A/GPa B/GPa R1 R2 ω
    1.3 4500 214.4 0.182 4.2 0.9 0.15
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出版历程
收稿日期:  2024-05-24
录用日期:  2024-05-24
刊出日期:  2024-08-15

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