1616 工程科学学报，第42卷，第12期 煤体破坏的最大抗压强度和最小抗拉强度（拉应 显高于其它部分.分析认为，爆炸应力波传播至应 力取负值) 力波叠加区时，原爆炸应力波的残余应力与新到 2.2爆炸应力波的传播特征 达的爆炸应力波相互作用而导致应力强度增加 相邻爆破孔同时起爆时爆炸应力波的传播与 对比图4(b)和图4(c)可知，随着应力波传播距离 干涉过程如图4所示，聚能爆破后爆炸应力波自 的增加，新到达应力波的强度不断衰减，原爆炸应 起爆点沿径向向外传播.=1555s时，两爆破孔产 力波的残余应力也不断衰减，二者叠加后应力波 生的爆炸应力波相遇碰撞形成压应力集中区（见 的应力强度减弱.=3250s时，爆炸应力波到达另 图4(a).随后，爆炸应力波继续沿径向向外传播， 一个爆破孔（见图4(d),此后，爆炸应力波继续向 由图4(b)可知，爆炸应力波叠加之后应力强度明 外传播直至消失 (a) e (b) 18.97 4.61 258- 257 Pressure/MPa (d) Pressure/MPa 35.507 31.69 27.8 29.38 米0米 2.39 21.39 17.4 5.4 941 .4 2.57- 2.57- 图4煤层深孔聚能爆破双孔同时起爆时应力波的传播与干涉过程.(a)=1555μs:(b)=1710山s:(c)=1930s,(d)=3250s Fig.4 Stress wave propagation and interference process during the simultaneous detonation of two blastholes:(a)H1555 us;(b)=1710 us,(c) 1930us,(d)=3250μs 2.3距两爆破孔相同距离连线上煤体单元应力分析 12No.1 在相邻两爆破孔中间截面MN上选取如图5 所示的3个测点单元，根据聚能爆破过程中各个 0 FNo.2 测点单元应力变化特征绘制了各个测点单元的应 力变化曲线，如图6所示. 12No.3 M No.1 0 No.2 0 1000 20003000400050006000 Time/μs No.3 图6煤层深孔聚能爆破双孔齐爆时各个测点单元应力（爆炸压力） 变化曲线 1blasthole 2°blasthole Fig.6 Pressure curve of each measuring point during the simultaneous detonation of two blastholes Coal seam N 为拉伸应力和压缩应力的混合应力状态，表明在 因5煤层深孔聚能爆破模型中各个测点单元位置分布 应力波叠加效应影响下，No.2测点单元邻域内将 Fig.5 Position distribution of each measuring point in the cumulative 形成均压区.随着应力波的传播，应力波的叠加效 blasting model 应逐渐减弱，当超过3000us,No.2测点单元呈现 由图6可以看出.，相邻两个爆破孔的应力波 为拉伸应力和压缩应力的混合应力状态 (压力波)相互叠加过程中，No.2测点单元仅表现 2.4聚能爆破煤体裂隙扩展特征 为压缩应力状态，而No.1和No.3测点单元均表现 相邻两聚能爆破孔同时起爆后煤层裂隙扩展煤体破坏的最大抗压强度和最小抗拉强度（拉应 力取负值）. 2.2    爆炸应力波的传播特征 相邻爆破孔同时起爆时爆炸应力波的传播与 干涉过程如图 4 所示，聚能爆破后爆炸应力波自 起爆点沿径向向外传播. t=1555 μs 时，两爆破孔产 生的爆炸应力波相遇碰撞形成压应力集中区（见 图 4（a））. 随后，爆炸应力波继续沿径向向外传播， 由图 4（b）可知，爆炸应力波叠加之后应力强度明 显高于其它部分. 分析认为，爆炸应力波传播至应 力波叠加区时，原爆炸应力波的残余应力与新到 达的爆炸应力波相互作用而导致应力强度增加. 对比图 4（b）和图 4（c）可知，随着应力波传播距离 的增加，新到达应力波的强度不断衰减，原爆炸应 力波的残余应力也不断衰减，二者叠加后应力波 的应力强度减弱. t=3250 μs 时，爆炸应力波到达另 一个爆破孔（见图 4（d）），此后，爆炸应力波继续向 外传播直至消失. (a) Pressure/MPa 34.57 30.85 27.14 23.42 19.71 15.99 12.28 8.57 4.85 1.14 −2.58 (b) Pressure/MPa 33.33 29.74 26.15 22.56 18.97 15.38 11.79 8.20 4.61 1.02 -2.57 (c) Pressure/MPa 35.50 31.69 27.88 24.08 20.27 16.46 12.66 8.85 5.04 1.24 -2.57 (d) Pressure/MPa 37.37 33.38 29.38 25.39 21.39 17.4 13.4 9.41 5.42 1.42 -2.57 图 4    煤层深孔聚能爆破双孔同时起爆时应力波的传播与干涉过程. （a）t=1555 μs；（b）t=1710 μs；（c）t=1930 μs；（d）t=3250 μs Fig.4     Stress  wave  propagation  and  interference  process  during  the  simultaneous  detonation  of  two  blastholes:  (a) t=1555 μs;  (b) t=1710 μs;  (c) t= 1930 μs; (d) t=3250 μs 2.3    距两爆破孔相同距离连线上煤体单元应力分析 在相邻两爆破孔中间截面 MN 上选取如图 5 所示的 3 个测点单元，根据聚能爆破过程中各个 测点单元应力变化特征绘制了各个测点单元的应 力变化曲线，如图 6 所示. Coal seam No.2 No.3 M No.1 2.5 m 2.5 m N 1 # blasthole 2# blasthole 45° 图 5    煤层深孔聚能爆破模型中各个测点单元位置分布 Fig.5    Position distribution of each measuring point in the cumulative blasting model 由图 6 可以看出，相邻两个爆破孔的应力波 （压力波）相互叠加过程中，No.2 测点单元仅表现 为压缩应力状态，而 No.1 和 No.3 测点单元均表现 为拉伸应力和压缩应力的混合应力状态，表明在 应力波叠加效应影响下，No.2 测点单元邻域内将 形成均压区. 随着应力波的传播，应力波的叠加效 应逐渐减弱，当超过 3000 μs，No.2 测点单元呈现 为拉伸应力和压缩应力的混合应力状态. 2.4    聚能爆破煤体裂隙扩展特征 相邻两聚能爆破孔同时起爆后煤层裂隙扩展 0 3 6 9 12 0 3 6 9 12 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 3 6 9 12 No.3 No.2 No.1 Pressure/MPa Time/µs 图 6    煤层深孔聚能爆破双孔齐爆时各个测点单元应力（爆炸压力） 变化曲线 Fig.6    Pressure curve of each measuring point during the simultaneous detonation of two blastholes · 1616 · 工程科学学报，第 42 卷，第 12 期