不耦合系數(shù)對(duì)爆破效果影響的分析

圖圖1—3孔壁上切向應(yīng)力隨時(shí)間變化的關(guān)系不耦合裝藥對(duì)爆破的影響裝藥在炮孔內(nèi)的安置方式稱為裝藥結(jié)果，它是影響爆破效果的重要因素。最常采用的裝藥結(jié)構(gòu)形式有：耦合裝藥——藥包直徑與孔徑直徑相同，藥包與孔壁之間不留間隙。不耦合裝藥——藥包直徑小于炮孔直徑，藥包與炮孔壁之間留有間隙。連續(xù)裝藥——炸藥在炮孔內(nèi)連續(xù)裝填，不留間隙。間隔裝藥——炸藥在炮孔內(nèi)分段裝填，裝藥之間由炮泥、木墊或空氣柱隔開。藥包與孔壁的不耦合程度用不耦合系數(shù)來表示，即炮孔直徑與藥包直徑的比值：R耦合=d孔/d藥從公式中看出，當(dāng)R=1,藥包與孔壁完全耦合；當(dāng)R>1時(shí)，藥包與孔壁不耦合，說明藥包與孔壁間存在空氣間隔，由于炸藥與巖石的波阻抗均為空氣的波阻抗的10000倍，在不耦合情況下，爆炸能量從炸藥傳播到空氣，再由空氣傳播到巖石的過程中嚴(yán)重衰減。由于考慮裝藥的可行性問題，只要藥包和孔壁之間存在空氣間隙，這種損失不可避免。（1）不耦合系數(shù)對(duì)應(yīng)變的影響在石灰石中采用密度為1.4g/cm3和爆速為6000m/s的硝化甘油炸藥進(jìn)行爆破試驗(yàn)，若改變不耦合系數(shù)R,則在距離爆源相同距離的地點(diǎn)測(cè)得的反應(yīng)幅度值與R的關(guān)系，如圖1—1。可以看出，當(dāng)R=1,孔壁巖體中的相對(duì)應(yīng)變?yōu)?.0,當(dāng)逐漸增大R時(shí)，應(yīng)變幅值也逐漸下降。巖石的相對(duì)應(yīng)變值近視與R的1.5次冪成反比。1.0變應(yīng)對(duì)相不耦合系數(shù)1.0變應(yīng)對(duì)相不耦合系數(shù)圖1—1相對(duì)應(yīng)變與不耦合系數(shù)的關(guān)系（2）不耦合系數(shù)R對(duì)切向最大應(yīng)力的影響實(shí)驗(yàn)是在鉛塊上進(jìn)行，在鉛塊上鉆若干個(gè)直徑不同的炮孔，用直徑不變的DDNP炸藥做成藥包進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)改變不耦合系數(shù)R時(shí)，測(cè)得孔壁上的切向最大應(yīng)力。與不耦合系數(shù)R的關(guān)系如圖1—2所示。從圖紙得知，隨著R值增大，。值呈指數(shù)函數(shù)下降不耦合系數(shù)圖1—2切向最大應(yīng)力與不耦合系數(shù)的關(guān)系（3）不耦合系數(shù)R對(duì)切向應(yīng)力的影響同樣以鉛塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得孔壁上的切向應(yīng)力隨時(shí)間的變化關(guān)系乳圖1—3，這種關(guān)系說明，當(dāng)R=1.1時(shí)，出現(xiàn)了陡峭的尖峰波面，當(dāng)R增大至2.5時(shí)，波形變平緩。由圖說明，當(dāng)R=2.5時(shí)，作用在孔壁的壓力主要是炮轟氣體產(chǎn)物的膨脹壓力。時(shí)間(PS)時(shí)間(PS)(a)R=1.1時(shí)間(PS)(a)R=1.1從上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果同樣可以得出，當(dāng)R>1時(shí)，藥包爆炸時(shí)的爆轟波對(duì)孔壁的沖擊效應(yīng)減緩，孔壁的最大切向應(yīng)力急劇下降，這對(duì)爆破堅(jiān)硬致密的巖石來說，是非常不利的。但對(duì)光面、預(yù)裂以及其他需要控制孔壁巖石過度粉碎的爆破來說，常借助增大不耦合系數(shù)來控制爆轟波對(duì)孔壁的沖擊作用綜上所述：1、目前地采廠人工打鉆炮眼孔徑為42cm，所用炸藥（乳化、硝銨）藥卷直徑為32cm，不耦合系數(shù)為1.31。鑿巖臺(tái)車打鉆孔徑為45cm，不耦合系數(shù)為1.41。2、針對(duì)于堅(jiān)硬致密的巖石，不耦合系數(shù)越大，爆轟能量會(huì)越弱，切向應(yīng)力越小，爆破效果也越差。經(jīng)過咨詢多位爆破人員意見，臺(tái)車打鉆不耦合系數(shù)1.41，相比人工打鉆1.31的系數(shù)，影響不會(huì)太大，且炸藥藥卷直徑較難改變，現(xiàn)場(chǎng)炮眼布置時(shí)，適當(dāng)縮近炮眼距離即可。3、臺(tái)車1.41的不耦合系數(shù)，有利于提高周邊孔的半孔率，增強(qiáng)光爆效果。4、目前，臺(tái)