耦合装药特性对深孔预裂爆破应力波影响研究

"耦合装药特性对深孔预裂爆破应力波能量衰减的影响" 在深孔预裂爆破技术应用于低透气性煤层强化增透的过程中，一个关键问题在于爆生应力波能量的弱化、快速衰减以及信噪比的低下，这直接影响到爆破效果和增透效率。为了改善这一情况，研究人员蔡峰和刘泽功提出了一种改进的爆破孔装药结构，并深入研究了耦合装药对爆破孔内应力波能量传递和爆炸载荷的影响。 他们构建了一个数值计算模型，该模型能够分析耦合装药如何影响孔壁透射波能量和爆炸载荷。通过Matlab编程，他们对模型进行了计算，得到了相应的解析解。此外，他们在淮南矿业集团的顾桥矿进行了实地实验，以考察耦合装药系数ξ变化对爆生应力波能量的影响。实验中，他们还优化了基于功率谱的能量分析方法，以此来分析实验数据。 数值计算和现场实验的结果一致表明，随着耦合装药系数ξ的增大，应力波的总能量反而减小。特别地，当ξ等于1.5时，应力波在10至50 Hz频率范围内的能量达到最大，同时信噪比也最高。这一发现对于爆破增透过程具有重要指导意义，因为选择合适的ξ值可以显著提高增透半径和整体增透效果。 耦合装药系数ξ的选择直接影响爆破效果，其作用机制可能涉及到炸药与孔壁之间的能量传递效率。当ξ值适中时，可以有效集中和传输爆炸能量，减少能量损失，从而增强应力波的穿透能力。在实际操作中，根据这一研究结果，设计耦合装药系数ξ约为1.5，可以优化爆破参数，提升煤层透气性的增强效果。 总结来说，这项研究揭示了耦合装药特性在深孔预裂爆破中的关键作用，提供了一种改进爆破效果、降低能量衰减的有效途径。通过精确控制耦合装药系数，可以实现更高效、更精准的煤层增透爆破，这对于低透气性煤层的开采和瓦斯抽放具有重要的工程价值。同时，这也为未来类似爆破技术的研究提供了理论基础和实践经验。