深孔爆破的炮孔封堵机理及参数优化研究

TD82; 深孔爆破炮孔封堵质量的好坏直接影响到炸药能量的有效利用和爆破的破岩效果.通过理论分析、实验室模型试验、数值模拟和现场试验相结合的方法,对超深孔爆破时的炮泥封堵机理、封堵方式、封堵材料的选择以及封堵长度等参数展开研究,获得了炮孔在完全封堵作用下爆生气体对围岩的破坏作用及裂隙生成范围,优选了封堵方法和封堵参数,提高了炮孔封堵质量.在对炮孔封堵机理研究中,通过理论分析,推导出合理的最短封堵长度.在实验室模型试验中,通过对炮泥的直剪试验,获得了炮泥的黏聚力、内摩擦角等物理力学参数.应用LS-DYNA软件对有无封堵情况下的爆破模型进行模拟分析,得到无炮泥封堵时靠近自由面一侧岩体比有炮泥封堵时受到更大的应力作用,进一步分析有无封堵情况下炮孔内部及围岩的应力场分布规律,验证了炮泥封堵可以有效地减少爆生气体的逸出,将爆破能量更好地集中于岩石深部,使岩石径向裂隙更好的发育,说明有炮泥封堵情况下,爆炸应力波与爆生气体的共同作用可以更好地提高炸药破岩效率.通过PFC软件分析了不同封堵长度的炮泥移动规律,得到合理的炮泥长度是确保爆生气体作用及不产生外部破坏的主要因素,并验证了最短炮泥封堵长度的理论计算方法,同时现场试验效果进一步证实了有效的封堵长度的合理性.