[發明專利]一種露天礦爆破沖擊載荷模擬試驗方法

有效

• 申請號: 201910546865.0
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110529117B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 丁小華;周偉;李明;王志明;羅懷廷;時旭陽;陸翔;欒博鈺
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21C41/28
• 分類號: E21C41/28;G09B25/04
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 高興云

1.一種露天礦爆破沖擊載荷模擬試驗方法,其特征在于：包括以下步驟：

A.根據煤層爆破后煤巖破壞程度，對單孔爆破的爆破區域進行劃分，分為：粉碎核區：區域半徑R₀、破碎區：區域半徑R₁、破裂區：區域半徑R₂及未擾動區；

B.在采煤工作面取得煤樣，利用實驗室儀器加工，制得多個試樣；

C.借助分離式霍普金森壓桿試驗系統，通過多次沖擊載荷試驗，獲得煤巖破壞的最小載荷值，通過爆破過程中沖擊波的核算公式反推得到破裂區的半徑R₂；

D.以最小荷載為基礎，依次增加荷載，進行沖擊載荷作用試驗，采用篩分直接測量方法對煤巖試樣破壞后的塊度進行篩分，得出相應載荷下的塊度分布特征；

E.根據沖擊載荷作用下煤巖試樣破壞的塊度分布特征，結合現場煤層爆破塊度分布特征，按照粒徑范圍將破壞后碎塊劃分為三組：大徑、中徑和粉粒，計算出相應載荷下不同粒徑的質量百分比，得出三組粒徑的塊度分布特征；

F.根據相應露天礦爆破對大徑、中徑及粉粒質量百分比控制原則，得出沖擊載荷最佳加載范圍，根據沖擊波核算公式確定R₀和R₁；

上述步驟所述的沖擊波的核算公式為：

式中，α、K均為經驗系數，分別為1.31，0.67；η為衰減指數，0.49；Q為裝藥量，kg；R為煤層中某點到炸藥中心的距離，m；

進一步可得：

根據相應沖擊載荷可得：

2.根據權利要求1所述的一種露天礦爆破沖擊載荷模擬試驗方法，其特征在于：所述步驟A中，所述粉碎核區內為小體積煤塊；破碎區內煤層爆破后不需要進行二次破碎；破裂區內煤層爆破后需要進行二次爆破。

3.根據權利要求1所述的一種露天礦爆破沖擊載荷模擬試驗方法，其特征在于：所述步驟B中，所述試樣是直徑50mm，高50mm的圓柱體，兩端面的平整度0.05mm和兩端面平行度0.02mm。

4.根據權利要求1所述的一種露天礦爆破沖擊載荷模擬試驗方法，其特征在于：所述步驟C中，所述的大徑碎塊尺度較大，對應煤層爆破后需要進行二次爆破大體積煤塊；中徑碎塊尺度適中，對應煤層爆破后不需要進行二次破碎的煤塊；粉粒碎塊尺度較小，對應煤層爆破后的小體積煤塊。