煤体松动爆破裂隙区扩展范围及分布规律研究

针对煤层松动爆破裂隙区扩展范围的问题，采用理论分析和数值模拟的方法研究了耦合柱状装药条件下煤体松动爆破形成的裂隙区半径与煤体力学参数和炮眼半径的关系。研究结论认为（1）裂隙区半径除了与炮眼半径有关外，还与煤体的波阻抗、动泊松比、单向动态抗压屈服强度、单向动态抗拉屈服强度、单向动态抗压屈服强度与单向动态抗拉屈服强度的指数幂之比有关，并且对单向动态抗压强度和单向动态抗拉强度的指数幂的比值比较敏感；（2）采用不同的炮眼半径在同一种煤体中爆破时，裂隙区半径随着炮眼半径的增加成线性增长的趋势，并且裂隙区半径与炮眼半径之比基本为一常数；（3）采用同样的炮眼半径在不同的煤体中进行爆破时，裂隙区半径与炮眼半径之比随煤体强度增加而减小。研究结论对煤矿松动爆破施工的参数设计具有一定的参考意义。     

煤岩体双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应分析

针对煤岩体松动爆破施工中炮孔间距和爆破方案选择的问题，根据岩石动力学及爆破理论计算了双孔爆破裂隙区贯通的炮眼间距，并采用LS-DYNA分析了双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应对炮孔间距和爆破方案的影响。结果表明：双孔同时爆破，炮孔间距3.4 m（单孔爆破裂纹半径的2倍）时，炮孔间的裂隙区不能全部贯通，炮孔间距2.5 m时，炮孔间的裂隙区才能够全部贯通；微差爆破，炮孔间距3.4 m时，由于先爆炮孔周围裂隙区的裂纹在后爆炮孔应力波的叠加作用下发生明显的二次扩展，炮孔间的裂隙区能够基本贯通，而炮孔间距3.0 m时，炮孔间的裂隙区能够全部贯通并覆盖钻孔间全范围；现场采掘面进行松动爆破时，炮孔间距一般应小于单孔爆破裂纹半径的2倍（炮孔同时爆破约取单孔估算炮孔间距的70%，微差爆破约取单孔估算炮孔间距的90%），才能保证松动爆破效果；微差爆破与炮孔同时爆破相比，不但能保证爆破效果，而且还可以减少炮孔数量和爆破材料用量，是优先选择的爆破方案。