自由面预裂爆破的应力波控制策略与LS-DYNA模拟

本文主要探讨了含自由面岩体的预裂爆破控制技术，作者李卫平针对河南能源化工集团焦煤公司的实际工程背景，利用波的传播规律和力学原理，深入研究了应力波在自由面附近的传播特性。通过分析，他发现应力波在遇到自由面时会发生反射，并且反射应力的大小与入射角度密切相关，随着角度增大，反射应力会逐渐减小。这一理论依据对理解爆破过程中应力波动态行为至关重要。 作者将含自由面的岩体按照柱状爆破破坏特征进行了划分，包括爆破空腔区域，裂隙发育区，弹性区以及受反射应力拉伸破坏区。在煤层预裂爆破中，保护自由面完整性是关键问题，因为自由面的完整性直接影响到爆破效果和周边岩石的稳定性。因此，作者提出了一种方法，旨在通过精确控制预裂爆破参数，如起爆顺序和炸药用量，来最小化对自由面的冲击。 为了验证这些理论，作者利用LS-DYNA程序进行数值模拟，模拟结果显示，应力波在自由面附近确实产生反射，并且形成了一个约0.5至0.8米范围内的反射应力波作用区。这种模拟工具对于设计更精确的预裂爆破方案，预测爆破过程中的应力分布，以及优化爆破安全性具有重要的实践价值。 本文的研究成果对于理解和控制含自由面岩体的爆破过程具有显著的实际意义，不仅有助于提高爆破效率，还能减少因应力集中导致的岩体破裂，从而确保施工安全。该研究被发表在《煤炭科技》杂志上，被引用的DOI为10.13347/j.mkaq.2015.04.017，其分类为TD235.37，文献标志码为A，文章编号为1003-496X(2015)04-0058-04，表明这是一篇高质量的专业学术论文。