【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程爆破，具体涉及到确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法。
技术介绍
1、目前，日趋复杂的工程爆破环境和要求越来越高的爆破效果，使得现有的爆破理论研究远远不能满足爆破工程实践的需要，在光面爆破、预裂爆破以及超深孔爆破领域，大量运用轴向空气间隔装药爆破，在空气间隔装药条件下，空气层的存在能够有效降低炮孔孔壁的平均压力，延长与炮孔孔壁的作用时间，炮孔内先后形成三个冲击波波阵面，分别为爆生气体冲击波波阵面，孔底和堵塞端反射冲击波波阵面，其爆破破岩效果比连续耦合装药爆破效果更好。空气间隔装药爆破空气层的存在使得炸药量减少，能够降低炸药对炮孔周围岩石的初始峰值压力，使孔内爆炸压力沿炮孔轴向分布得更均匀，有效避免了装药临近区域围岩的超爆和远区域围岩的欠爆现象，从而提高了爆破过程中炸药能量的有效利用率，并且由于空气间隔装药降低了炸药单耗，减少了爆破振动所导致的危害。
2、目前，采用轴向空气间隔装药爆破时，需要根据爆破岩石的地质参数，提供一种确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法。
2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，包括以下步骤：
3、s1，初步了解爆破现场的炸药参数和爆破岩石的地质参数，并对爆破岩石进行取样；
4、s2，根据步
5、s3，确定不同炸药柱长度及不同空气柱长度条件下的最小孔壁峰值压力；
6、s4，根据步骤s2中爆破岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度与步骤s3中得到的不同炸药柱长度及不同空气柱长度条件下的最小孔壁峰值压力，得出爆破岩体开裂条件，初步筛选出多组轴向间隔装药爆破的炸药柱长度与空气柱长度；
7、s5，采用数值模拟炸药柱长度与空气柱长度组合造成的最小孔壁峰值压力，验证筛选步骤s4中筛选中的多组轴向间隔装药爆破的炸药柱长度与空气柱长度，进一步筛选有效的炸药柱与空气柱长度组合；
8、s6，利用物理模型测试并验证步骤s4和步骤s5中筛选的炸药柱与空气柱长度，确定不同不同炸药长度条件下合理的空气柱长度；
9、s7，根据现场施工条件最终确定步骤s6中轴向间隔装药爆破的炸药柱与空气柱长度。
10、进一步的，所述的步骤s1中的爆破现场的炸药参数包括炸药密度、爆速，所述的爆破岩石的地质参数包括岩石埋深、密度、纵波传播速度、弹性模量、泊松比。
11、进一步的，所述的步骤s2中的确定爆破岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度的方法为：采用真三轴动载试验。
12、进一步的，所述的原岩应力包括原岩的垂直应力和原岩的水平应力，原岩的垂直应力和原岩的水平应力的计算公式为：
13、σv＝ρgh (1)
14、
15、公式(1)和公式(2)中，σv为原岩的垂直应力，σh为原岩的水平应力，ρ为上覆岩石密度，g为重力加速度，h为岩石埋深，μ为岩石的泊松比。
16、进一步的，所述的步骤s3中最小孔壁峰值压力的计算公式为：
17、
18、α＝2+μ/(1-μ) (4)
19、dr＝2dats (5)
20、
21、上述公式中，pmin为空气柱中最小孔壁峰值压力，
22、ρ为岩石的密度，
23、cp为岩石中的声速，
24、ρ0为炸药的密度，
25、dj为岩石中的炸药爆速，
26、le为炸药柱长度，
27、la为空气柱长度，
28、α为爆轰波衰减系数，
29、μ为岩石的泊松比，
30、dr为爆轰波峰值叠加区域长度，
31、da为空气中爆轰波波阵面的运动速度，
32、ts为爆轰波的作用时间，
33、k为岩石体积压缩模量，
34、为对比距离，
35、q为装药量。
36、进一步的，所述的步骤s4中的爆破岩体开裂条件为：步骤s2中的爆破岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度与步骤s3中得到的不同炸药柱长度及不同空气柱长度条件下的最小孔壁峰值压力之间的关系为：
37、pmin≥sc (7)
38、上式中，pmin为空气柱中最小孔壁峰值压力，sc为岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度。
39、本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术采用了根据现场炸药参数和工程地质资料并对岩石进行取样，确定岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度，运用理论确定不同炸药柱及空气柱长度造成的最小孔壁峰值压力，结合岩石动态抗压强度初步筛选出有效的炸药柱与空气柱长度，利用数值模拟和物理模型测试验证筛选结果，确定不同炸药柱长度条件下合理的空气柱长度，根据现场施工条件最终确定轴向间隔装药爆破的炸药柱与空气柱长度，能够达到轴向空气间隔装药爆破的最佳效果。
40、(2)本专利技术采用了采用了理论计算方法，减少了经验取值对爆破装药结构的影响，可以定量地用数据分析爆破效果，对于各类复杂环境的爆破装药结构的选取更加精准。
41、(3)本专利技术采用了对于爆破装药结构中不同炸药段长度和不同空气柱长度对最小孔壁峰值压力影响，同时根据岩石爆破理论与爆破岩石的物理力学性质参数确定有效的炸药柱与空气柱长度，从而寻找到较优化的爆破装药结构，结合现场施工情况，选择实际可行的炸药柱长度、空气柱长度。
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1.确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于：所述的步骤S1中的爆破现场的炸药参数包括炸药密度、爆速，所述的爆破岩石的地质参数包括岩石埋深、密度、纵波传播速度、弹性模量、泊松比。
3.根据权利要求1所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于：所述的步骤S2中的确定爆破岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度的方法为：采用真三轴动载试验。
4.根据权利要求1或3所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于：所述的原岩应力包括原岩的垂直应力和原岩的水平应力，原岩的垂直应力和原岩的水平应力的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于，所述的步骤S3中最小孔壁峰值压力的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于，所述的步骤S4中的爆破岩体开裂条件为：步骤S2中
...【技术特征摘要】
1.确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于：所述的步骤s1中的爆破现场的炸药参数包括炸药密度、爆速，所述的爆破岩石的地质参数包括岩石埋深、密度、纵波传播速度、弹性模量、泊松比。
3.根据权利要求1所述的确定岩石爆破轴向间隔装药炸药柱与空气柱长度的方法，其特征在于：所述的步骤s2中的确定爆破岩体在原岩应力条件下的动态抗压强度的方法为：采用真三轴动载试验。
4.根据权利要求1或3所述的确定岩石爆破轴向...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛明远，唐志恒，曾令峰，郭文康，卢韦，卜禄坤，谢章毅，
申请(专利权)人：紫金矿业建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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