圆弧形聚能装药结构爆破破岩效果数值模拟

为了研究不同圆弧形聚能装药结构下爆破参数最佳的爆破效果,以实现现有煤矿岩巷掘进高效破岩的需求.基于非线性动力模拟软件ANSYS/LS-DYNA 建立了圆弧形聚能装药爆破几何模型,研究了炮孔直径 42 mm时,聚能圆弧半径10 mm,圆弧边缘至炮孔中心距离分别为6、8、10、12 mm下的聚能爆破破岩效果,通过添加失效关键字得到各个工况的裂纹发展情况,对比分析了不同工况下的聚能过程和距炮孔中心聚能和非聚能方向的有效应力时程曲线;展现了聚能装药情况下的岩体损伤演化历程.研究结果表明:4 个工况都出现了不同的聚能效果,对裂纹的发展起到一定的导向作用;随着聚能穴内边缘至管中心距离的增大,有效应力峰值先减小后增大,其中聚能穴内边缘至管中心距离12 mm,单位装药量为10.47 cm3 时有效应力峰值最大;聚能穴内边缘至管中心距离12 mm在距炮孔15 cm处最先达到完全损伤破坏,说明聚能穴内边缘至管中心距离12 mm的装药结构参数聚能效果最佳.