爆炸载荷下岩体内装药动力响应及盲炮诱导机理

工程爆破是我国能源和资源开发、基础设施建设的主要施工手段，盲炮是最主要的事故隐患和危险因素，盲炮处理是最危险的作业。诱导殉爆是盲炮处理的主要方法，选取科学的诱导方法和孔间距是盲炮处理安全性、可靠性的基础。平行装药爆炸以后，处于爆炸近区的盲孔发生变形和破碎，对盲孔内的残药产生冲击，冲击载荷下残药产生动力响应并同时发生化学反应，是一个复杂的多场耦合问题。本项目以通过数值模拟和实验等方法，研究平行装药对临近炮孔及其孔内装药的爆炸作用；研究临近炮孔在平行装药爆炸载荷作用下的动力响应和破坏机理；研究盲孔瞬态变形孔内乳化炸药的冲击点火函数和点火过程。从而探索平行装药诱导临近炮孔内装药的物理机制和临界条件；得到岩体性质、炮孔参数、装药等因素对平行装药诱导临界条件的影响规律。为不同岩体、各种装药参数和装药结构条件下诱导殉爆处理盲炮参数的可靠性和安全性设计提供科学依据。

本项目按计划任务书要求，通过试验和数值模拟计算，取得了以下主要研究成果：1、开发了一套以211M0160压电石英低阻型压力传感器和USB-6356高速同步数据采集卡的爆炸冲击波超压测试系统，该系统频响高、供电方便，不仅可以测试炸药爆炸冲击波压力，还可以测试巷道爆破、气体爆炸压力；2、开发了基于虚拟仪器的动态应变测试系统，可以快速捕捉炸药在岩体中爆炸的应力波信号，为炮孔装药动态响应测试提供可靠测试系统。3、组建了基于H型锰铜压力计和MH2012高速同步脉冲恒流源的爆炸压力测试系统，为后续标定不同典型配方炸药的起爆函数提供可靠测试仪器。4、开展了硬岩岩石中小药卷炸药诱导试验，得到0.3m处打平行孔不能起爆被发炮孔装药，主发装药有PVC管约束导向条件下，可以增加主发炮孔与被发炮孔的殉爆距离。5、开展了140mm深孔爆破的现场殉爆试验，试验得到主发炮孔、被发炮孔装填现场混装炸药，在10倍装药半径打平行孔不能诱导被发炮孔装药。6、开展了2#岩石药卷乳化炸药在空气、沙土、主发装药约束情况下被发装药殉爆试验。试验得到： 2#岩石药卷乳化炸药殉爆试验与主发装药约束条件有很大的关系，即使主发装药外套开缝PVC管，对殉爆距离大大增加，装药之间的介质对殉爆距离也有很大关系。7、开展了2#岩石炸药和现场混装炸药在空气中悬吊的殉爆试验，试验得到：2#岩石小药卷乳化炸药空气中殉爆距离为35mm，Φ65PVC装填的现场混装乳化炸药，在1kg起爆具的爆炸作用下，殉爆距离为30mm。8、开展了混装炸药空气中冲击波衰减规律的试验研究，试验得到0.5kg、1.0kg、1.5kg、2.0kg、2.5kg五种重量混装乳化炸药在空气中冲击波超压衰减规律。9、开展了炸药在岩体中应力波传播规律的数值模拟研究，得到了典型工业炸药（ANFO、2#岩石炸药、乳化炸药）在典型炮孔直径（150mm、310mm、250mm、34mm、42mm）、典型岩性（硬、中、软）中的应力波传播规律。10、申请两项发明专利，申请提交三项软件著作权，发表论文5篇，为露天深孔爆破处理盲炮提供理论依据，研究成果具有广泛的参考应用价值。