[发明专利]一种用于进路式回采中的爆破方法

权利要求书

1.一种用于进路式回采中的爆破方法，岩石的动态抗拉强度低于充填体的动态抗压强度，周边孔起爆后，在岩石与充填体交界处，由于充填体与岩石波阻抗的不同，爆破应力波在两介质界面处将发生反射拉伸波和透射压缩波，其特征在于：通过计算周边孔距充填体的间距，确定掌子面爆破参数，使得爆破产生的应力波在两介质交界处产生的透射压缩波的应力波峰值低于充填体的动态抗压强度；所述周边孔距充填体的间距，具体通过以下过程计算得出：

炸药爆炸后，在炸药周围的岩石中首先产生爆炸冲击波，冲击波波速与波阵面岩石质点的振动速度有如下对应关系：

（1）

式中： a、b为试验确定的常数； 为冲击波波阵面岩石质点的振动速度； 为岩石冲击波的传播速度；

在破碎区界面处，冲击波迅速衰减为应力波，应力波的传播速度与岩石纵波波速相同，此处的应力波峰值压力为：

（2）

式中：为原岩密度； 为应力波的传播速度；为破碎区界面处的应力波峰值压力；

将公式（1）带入公式（2）中，可得：为破碎区界面处的应力波峰值压力；

（3）

根据爆破理论，冲击波的峰值压力随距离的衰减方程为：

（4）

式中：为炸药爆炸瞬间冲击波作用在炮孔岩壁处的初始冲击压力； 为冲击波波阵面与炮孔岩壁处的距离与炮孔半径的比值,即； 为冲击波波阵面处的峰值压力；

当不耦合装药时，炸药爆炸瞬间冲击波作用在炮孔岩壁处的初始冲击压力由下式计算：

（5）

式中： 为炸药的装药密度；为炸药的爆速； 为装药半径； 为炮孔半径；为压力增大倍数；

在粉碎区界面处，冲击波波阵面处的峰值压力用表示，根据公式（4），可由下式计算：

（6）

式中：为破碎区界面距离炮孔岩壁处的距离；

公式（3）与公式（6）均表示为冲击波在粉碎区界面处的峰值压力，因此，有，即：

（7）

公式（7）中，除R₀外，其余均为已知参数，可计算破碎区界面距离炮孔岩壁处的距离R₀为：

（8）

根据爆破理论，在破碎区外，应力波峰值压力随距离的衰减方程为：

（9）

式中： 为应力波峰值； 为对比距离，，R为应力波到破碎区界面的距离； 为应力波衰减系数， ， 岩石泊松比；

用充填体的动态抗压强度S代替，可计算得出应力波到破碎区界面的距离R；根据公式（8）计算得出的破碎区界面距离炮孔岩壁处的距离R₀，有R₀+R即为所求的周边孔距离充填体界面的合适距离。