单楔形掏槽爆破腔体时空演化及应用

为改善矿山巷道掘进掏槽爆破现状,采用AUTO CAD与ANSYS联合建模技术构建垂直单楔形掏槽爆破数值模型,运用显式动力分析软件LS-DYNA定义岩石单元失效获得掏槽腔体扩展演化过程。通过多方位剖视掏槽腔体,从时空演化角度研究垂直单楔形掏槽在铜坑矿阶段运输巷道掘进工程中的适用性。研究结果表明:AUTO CAD与ANSYS联合建模技术可克服ANSYS对于复杂模型构建的缺点,实现巷道掏槽精细化数字建模;定义岩石单元失效使得掏槽腔体演化过程更直观,整体上形成双向主次的喇叭状掏槽腔体结构,腔体空间上X和Y向呈三角形分布,Z向不同段表现出不同的形态;应力波叠加作用对孔底附近掏槽腔体形状影响显著,靠近掌子面附近腔体形态主要受炮孔空间布置方式影响,为提高爆破的效果,辅助爆破可以适当倾斜布置;垂直单楔形掏槽体积比直孔桶形掏槽体积明显增大,其有效掘进进尺2 m,效率比达91%;辅助孔与掏槽孔起爆时间应控制在毫秒级范围内。