[发明专利]一种爆破岩石的方法

摘要

本发明提出一种爆破岩石的方法，该方法中最佳破碎原理，并根据此原理提出了岩石爆破设计的最优化设计方案。即在药包布置阶段如何使爆区的爆炸能量分布均匀度达到最大化和在起爆顺序安排阶段如何使相邻炮孔的综合能量梯度值达到最大化的方法。

主权项

一种爆破岩石的方法，其特征在于：包括以下步骤：为了定量地对岩石爆区设计好坏进行评测，引入相对爆破效果指数、能量分配均匀度和综合能量梯度进行计算，计算公式为：E相对＝J相对T相对  ，其中，E相对为相对爆破效果指数；J相对为整个爆破区能量分配的相对均匀度；T相对为整个爆区爆破过程中相邻炮孔的相对能量梯度；使爆区的能量分布均匀度和相邻炮孔的综合能量梯度值均达到最大化；能量分配均匀度是通过爆区内所有药包在岩石中爆炸产生的标准爆能体所占据的空间利用率来体现的，所述能量分配均匀度的计算方法是把整个爆区划分成多个基本结构单元，通过先计算每个基本结构单元的均匀度值，再对所有的基本结构单元的均匀度值进行平均的方法而得出整个爆区的能量分配均匀度数值，球形药包空间布置方式的基本结构单元为四面体，条形药包平面布置方式的基本结构单元为三角形，球形药包空间布置时的相对均匀度按下式计算：J相对＝，式中：J相对——为爆炸能量分配的相对均匀度，V圈进——为被正四面体或修正的四面体圈进的标准爆能体的体积，各项同性岩体用正四面体，各项异性岩体用修正的正四面体，V相切——为相切的标准爆能体的体积，其为标准爆能体的4倍；条形药包平面布置时的相对均匀度按下式计算：J相对＝，式中：J相对——为爆炸能量分配的相对均匀度，S圈进——为被正三角形或修正三角形圈进的标准爆能体的投影面积，S相切——为相切的标准爆能体的面积，其为标准爆能体的面积3倍；爆能体是爆炸能量在岩体中各个方向传播的波阵面所构成的空间结构体，标准爆能体是在标准布孔方式下，沿岩体走向方向相邻的两炮孔相切时的爆能体，所述标准布孔方式是孔向平行于岩体走向方向且标准爆能体空间利用率最大时的布孔方式；能量梯度是指爆炸能量密度在单位距离上的变化量，其中，爆炸能量密度的计算公式为：U=kσε，式中：U‑为爆炸能量密度，K‑为系数，弹性体为，σ‑为爆炸能量在岩体中产生的爆炸应力，为时间的函数，ε——为爆炸能量在岩体中产生的爆炸应变，为时间的函数；能量梯度的计算公式为：T＝，式中：T‑为能量梯度，△U‑为两相邻炮孔在同一爆炸瞬间能量密度的差值，L‑为炮孔间距；相对能量梯度的计算：为实际孔网参数下的能量梯度与标准孔网参数下的能量梯度比值，按下式计算：T相对＝，式中：T实际——为实际孔网参数相邻炮孔的综合能量梯度值；T标准——为标准孔网参数相邻炮孔的综合能量梯度值；合理微差间隔时间确定的计算方法依据相邻炮孔综合能量梯度最大化原则和炮孔爆炸能量密度曲线来计算爆破合理微差间隔时间。