混装炸药的能量与岩石性质匹配研究

摘要

炸药与岩石的合理匹配可以有效提高炸药的能量利用率,改善爆破效果。为研究炸药与岩石匹配关系对爆破效果的影响,在新疆某露天煤矿采集了不同平台的岩石试样,通过开展岩石静态力学试验,获得了不同岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比和抗拉强度。通过开展SHPB岩石动态冲击试验,获得了不同冲击荷载对岩体应力应变及岩体破坏特征的影响规律。基于混装乳化炸药不同组分配比的调整,通过混装乳化炸药爆速测试和密度测试,获得了5种不同性能的混装乳化炸药配方。基于炸药与岩石能量匹配理论,建立了基于BP神经网络的炸药与岩石能量匹配模型,通过测试样本对训练好的PSO-BP神经网络进行测试,三组预测的平均误差分别为5.09%、7.26%和4.79%。最后,将炸药与岩石能量匹配模型在新疆某露天矿1252西平台、1228东平台和1180西平台进行了工程应用。结果表明:相比传统的炸药配方和爆破参数,通过混装炸药能量与岩石性质匹配关系选择的炸药不仅能够降低炸药单耗,同时大块率、后裂距离等爆破效果指标也得到了有效改善。