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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外岩石爆破技术现状 2

1.2.1 爆破器材研制生产进展 2

1.2.2 岩石爆破理论进展 2

1.2.3 地下工程挖掘爆破技术 3

1.2.4 岩石定向断裂控制爆破技术 4

第2章 岩石爆破作用理论基础 6

2.1 岩石爆破作用 6

2.1.1 爆破过程 6

2.1.2 内部作用 6

2.1.3 外部作用 10

2.2 岩石中的爆炸应力波 12

2.2.1 冲击波 15

2.2.2 应力波 16

2.2.3 地震波 20

第3章 单自由面岩石掏槽爆破理论模型 23

3.1 单自由面岩石爆破掏槽类型与形式 23

3.1.1 斜眼掏槽方式 23

3.1.2 直眼掏槽方式 26

3.1.3 混合掏槽方式 29

3.1.4 分阶掏槽与分段掏槽 30

3.2 掏槽爆破岩体破坏机理研究 30

3.2.1 掏槽爆破岩体破坏的原因 30

3.2.2 岩体爆破破坏的判据 31

3.2.3 掏槽区细观损伤岩体的破坏过程分析 31

3.3 掏槽腔堵塞部分的破坏运动机理 34

3.3.1 堵塞部分的破坏机理 34

3.3.2 堵塞部分破碎岩块的运动 34

3.4 掏槽腔内的岩块受力分析与运动模型 34

3.4.1 掏槽腔内岩块的受力状况 34

3.4.2 掏槽腔壁的摩擦作用 37

3.4.3 掏槽腔内的两相流动模型 38

第4章 岩石掏槽爆破过程数值模拟研究 41

4.1 岩石掏槽爆破数值模型的建立 41

4.1.1 数值模型工程概况 41

4.1.2 单元类型与材料模型 41

4.1.3 数值计算模型建立 43

4.2 岩石掏槽爆破数值模拟过程及分析 45

4.2.1 计算方法分析 45

4.2.2 不同数量炮孔下的爆破规律研究 46

4.2.3 不同岩石性质条件下同种炸药的爆破效果 55

4.2.4 有中心抛渣孔的掏槽爆破数值模拟 58

4.2.5 楔形掏槽爆破岩体破坏过程数值模拟 61

第5章 节理裂隙岩体爆破效果预测研究 63

5.1 爆生气体在节理裂隙岩体破坏中的作用 63

5.1.1 在气体压力作用下岩体内部的应力状态 63

5.1.2 爆生气体对裂隙的扩展作用 64

5.1.3 爆生气体对破碎岩块的运动作用 65

5.2 节理裂隙对爆破破碎的影响 66

5.2.1 节理裂隙对岩体强度的影响 66

5.2.2 节理裂隙对应力波传播的影响 66

5.2.3 节理裂隙对岩体爆破质量的影响 69

5.3 节理裂隙岩体的动态损伤演化模型 69

5.3.1 节理裂隙岩体初始损伤的测试 69

5.3.2 节理裂隙岩体损伤演化模型描述 72

5.4 损伤演化模型材料参数的确定 76

5.4.1 节理裂隙岩体爆破破坏过程数值模拟 77

5.4.2 模型建立 77

5.4.3 节理岩体爆破屈服准则 78

5.4.4 计算模型的无反射边界条件与初始条件 79

5.4.5 算例分析 80

5.5 节理裂隙岩体爆破块度和爆堆形状的预测研究 88

5.5.1 柱状装药爆破抛掷初速度的计算 88

5.5.2 节理裂隙岩体爆破块度计算 92

5.5.3 爆堆形状预测研究 95

5.6 实验及其与理论的对比 98

5.6.1 实验模型的建立 98

5.6.2 实验过程 101

5.6.3 爆破碎块移动初速度的验证与对比 101

5.6.4 爆破后块度分布与理论计算的对比 105

5.6.5 爆堆形状的预测与理论计算的对比 107

第6章 巷道聚能切缝爆破装置优化试验研究及应用 109

6.1 岩石定向断裂控制爆破技术分类 109

6.1.1 切槽孔岩石定向断裂爆破技术 109

6.1.2 聚能药包岩石定向断裂爆破技术 110

6.1.3 切缝药包定向断裂爆破技术 111

6.2 岩石聚能爆破机理研究 112

6.2.1 光面爆破概述 112

6.2.2 光面爆破基本原理 112

6.3 聚能切缝管设计及地面试验 116

6.3.1 主要参数的确定 116

6.3.2 聚能切缝管设计及试验 118

6.3.3 现场地面试验 118

6.4 一端封闭聚能切缝管在井下巷道中的实际应用 120

6.4.1 工程概况 120

6.4.2 原作业规程爆破设计 121

6.4.3 试验方法和流程 123

6.4.4 现场试验结果 124

第7章 富含水下山巷道掘进爆破理论与试验研究 127

7.1 概述 127

7.2 富含水炮孔爆破水介质作用机理分析及应用 128

7.2.1 水下爆破原理和特点 128

7.2.2 水下冲击波基本理论 130

7.2.3 水中爆炸冲击波参数计算 131

7.2.4 水体界面对水中冲击波的影响 131

7.2.5 水下爆炸气泡脉动及参数计算 131

7.2.6 浅水爆炸水喷和波浪效应 132

7.3 含水炮孔爆破水介质作用分析 132

7.3.1 炮孔底部水垫层作用 132

7.3.2 炮孔水压爆破作用 133

7.3.3 水封作用 134

7.3.4 水楔作用 135

7.4 井下积水对下山巷道爆破震动的影响 135

7.4.1 含水岩体中爆破速度计算 135

7.4.2 装药结构 137

7.5 现场试验 137

参考文献 140