基于损伤的光面爆破参数优化数值模拟研究

针对大断面井巷掘进爆破产生的围岩损伤及超欠挖问题,需要对光面爆破参数进行优化研究。运用LS-DYNA软件,建立爆破模型,研究装药结构、孔间距与光爆层厚度对损伤变化的影响,并对现场参数进行优化。研究结果表明：炮孔装药部分两孔间损伤变化,在起爆后炮孔周围产生压裂损伤;随着冲击波扩展强度逐渐降低转变为应力波,此时矿岩未产生损伤破坏;随着应力波在炮孔间叠加效应,在中心线产生损伤并向两侧延伸;空气间隔装药损伤变化,随着应力波向空气间隔中心传播,损伤也逐渐向中心发展,损伤厚度逐渐降低,在中心处交汇并促进了损伤的扩展。空气间隔有利于应力波的传播,促进了损伤的发展。在空气间隔区域的原岩损伤主要是由相邻炮孔的应力波叠加与中间炮孔空气间隔区域两侧炸药引起的应力波的相互作用造成。空气间隔长度与炮孔孔间距增大,都会降低空气间隔区域岩石的损伤程度及厚度。根据理论计算与数值模拟结合,可以得出间隔距离为500 mm、孔间距为600 mm、光爆层厚度为700 mm较为合适。通过现场实验,提高了光面爆破效果,减少由于超欠挖现象造成的后期支护成本的增加,取得了良好的效果。