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摘要
随着炮孔深度增加，炮孔底处岩石夹制作用增强导致破岩效率和炮孔利用率较低，原有的连续装药方式不能解决上述问题。在这个基础上，本文研究了岩石巷道深孔分段装药掏槽爆破技术来提升掏槽爆破效率。使用光滑粒子流体动力学-有限元方法（SPH-FEM)建立了不同分段装药结构的单孔掏槽爆破模型，分析了不同模型爆破过程中岩石粒子抛掷速度、岩石抛掷数量以及爆破腔体特征。结果表明：不同装药结构会影响炮孔附近岩石的损伤范围，传统的连续装药结构在炮孔径向形成的损伤区域比分段装药结构大。此外，连续装药结构由于炸药集中在炮孔底部使得炸药能量分布不均匀，导致掏槽爆破效果差；采用分段装药结构可以增加岩石破碎数量和优化爆破腔体，岩石粒子在飞散过程中会产生两次加速现象；第一段装药比例较大或者较小会明显造成炸药能量利用不合理以及爆破腔体效果差。在本文模拟中设定的炮孔长度、岩石参数以及炸药性能条件下，当第一段装药比例为0.4时，深孔岩石巷道掘进掏槽爆破能够充分利用炸药能量，达到较好的掏槽爆破效果。将数值模拟得到的最优分段比例应用到现场巷道掘进爆破施工中，并利用数码电子雷管实现掏槽孔内两段炸药的延时起爆。现场试验结果表明分段装药能够在深孔掏槽爆破中创造良好的爆破效果以及提高炮孔利用率。
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单位建筑工程学院; 北京科技大学; 淮浙煤电有限责任公司; 中国矿业大学（北京）
