第6期 龚敏等：多层煤一岩介质中扇形深孔爆破应力场特性 ·617· m左右，而在岩石段，爆破造成的破坏范围为0.8m. 14 爆破进入孔底煤段时，径向破碎距离大部分为1.4 -一1号孔 -一4 m以下，在底部达1.8m. 10 -5号孔 1.8 6 1.6 14 1.2 1.0 20004000600800010000 时间μs 0.6 图6抽放孔孔口处有效应力随时间变化的对比 0.4 Fig.6 Comparison of effective stresstime change at the top of three 01 2345678 draining holes 炮孔轴可距高m 图5爆破孔轴线上不同位置径向破坏范围 子 Fig.5 Radial range crushed of different places along the blasting -一1号孔 hole axis in coal-rock media -一4号孔 -4-5号孔 从计算结果分析：在孔口只要爆破孔与相邻抽 放孔的孔口距不小于1.4m,即不会被击穿；在孔 底，由于应力波反射和锥形波高强度叠加的双重作 用，爆破击穿的距离为1.8m.对于不同介质的破坏 20X00 4(0)60008000 范围，岩石的破坏强度为35MPa,煤层的抗压强度 时间s 为5.4MPa,所以煤层破坏范围较大. 图7抽放孔孔底处有效应力随时间变化的对比 2.4有效应力变化 Fig.7 Comparison of effective stress-ime change at the bottom of 2.4.1不同距离抽放孔有效应力随时间变化对比 three draining holes 爆破孔距三个空孔的最小抵抗线分别为1.90、 底有效应力极值较孔口反而大，因此研究煤层中不 2.92和5.41m.图6是三个抽放孔孔口处的有效应 同有效应力随距离变化必须将孔口与孔底分开讨 力随时间变化图.由于应力波传至三个抽放孔孔口 论.图8为拟合的孔口、孔底有效应力随炮孔与抽 位置有先后，为便于比较，图中X坐标的计时起始 放孔距离变化曲线.从图8可知，在距炮孔相同距 点均以应力波传至三个孔口点为零时刻. 离各位置点，孔底有效应力均高于孔口相对应点，这 从图6可知，爆破应力场在距炮孔最近的1号 也是孔口起爆应力场的重要特点. 孔孔口作用较其他2孔强烈.在起爆4.5ms以前 4、5号孔应力下降明显.1、4和5号孔的孔口有效 应力最大值分别为13.33、10.33和7.63MPa,4号、 5号孔有效应力极值较1号孔下降了23%和43%， 而在其传播4.5ms后随着应力波的衰减，三个孔的 、孔底 有效应力均大幅下降，且变化量趋于一致.图7是 孔口 6 爆破后三个抽放孔孔底有效应力随时间变化图.1、 4和5号孔孔底有效应力最大值计算结果为23.87、 头 234567891011 臣离/m 7.99和5.18MPa,4号孔、5号孔较1号孔下降67% 和78%. 图8孔口与孔底有效应力随距离变化的拟合曲线 Fig.8 Fitting curves between effective stress and distance for the 2.4.2扇形抽放孔孔口、孔底有效应力随距离变化 bottom and top of the holes 的不同特点 一般情况下，距炮孔距离越远，应力越小.但 为了进一步量化比较，在图8中孔口、孔底分别 是，在穿层爆破中，由于孔底受煤层与岩层引起应力 取与炮孔距离相同四个点(x=3.2,4.5,5.4,6.9m) 波反射和孔口起爆后的锥形波叠加作用，1号孔孔 有效应力进行对比，经计算发现四个点的孔底较孔第 6 期 龚 敏等: 多层煤--岩介质中扇形深孔爆破应力场特性 m 左右，而在岩石段，爆破造成的破坏范围为 0. 8 m． 爆破进入孔底煤段时，径向破碎距离大部分为 1. 4 m 以下，在底部达 1. 8 m． 图 5 爆破孔轴线上不同位置径向破坏范围 Fig． 5 Radial range crushed of different places along the blasting hole axis in coal-rock media 从计算结果分析: 在孔口只要爆破孔与相邻抽 放孔的孔口距不小于 1. 4 m，即不会被击穿; 在孔 底，由于应力波反射和锥形波高强度叠加的双重作 用，爆破击穿的距离为 1. 8 m． 对于不同介质的破坏 范围，岩石的破坏强度为 35 MPa，煤层的抗压强度 为 5. 4 MPa，所以煤层破坏范围较大． 2. 4 有效应力变化 2. 4. 1 不同距离抽放孔有效应力随时间变化对比 爆破孔距三个空孔的最小抵抗线分别为 1. 90、 2. 92 和 5. 41 m． 图 6 是三个抽放孔孔口处的有效应 力随时间变化图． 由于应力波传至三个抽放孔孔口 位置有先后，为便于比较，图中 X 坐标的计时起始 点均以应力波传至三个孔口点为零时刻． 从图 6 可知，爆破应力场在距炮孔最近的 1 号 孔孔口作用较其他 2 孔强烈． 在起爆 4. 5 ms 以前 4、5 号孔应力下降明显． 1、4 和 5 号孔的孔口有效 应力最大值分别为 13. 33、10. 33 和 7. 63 MPa，4 号、 5 号孔有效应力极值较 1 号孔下降了 23% 和 43% ， 而在其传播 4. 5 ms 后随着应力波的衰减，三个孔的 有效应力均大幅下降，且变化量趋于一致． 图 7 是 爆破后三个抽放孔孔底有效应力随时间变化图． 1、 4 和 5 号孔孔底有效应力最大值计算结果为 23. 87、 7. 99 和 5. 18 MPa，4 号孔、5 号孔较 1 号孔下降 67% 和 78% ． 2. 4. 2 扇形抽放孔孔口、孔底有效应力随距离变化 的不同特点 一般情况下，距炮孔距离越远，应力越小． 但 是，在穿层爆破中，由于孔底受煤层与岩层引起应力 波反射和孔口起爆后的锥形波叠加作用，1 号孔孔 图 6 抽放孔孔口处有效应力随时间变化的对比 Fig． 6 Comparison of effective stress-time change at the top of three draining holes 图 7 抽放孔孔底处有效应力随时间变化的对比 Fig． 7 Comparison of effective stress-time change at the bottom of three draining holes 底有效应力极值较孔口反而大，因此研究煤层中不 同有效应力随距离变化必须将孔口与孔底分开讨 论． 图 8 为拟合的孔口、孔底有效应力随炮孔与抽 放孔距离变化曲线． 从图 8 可知，在距炮孔相同距 离各位置点，孔底有效应力均高于孔口相对应点，这 也是孔口起爆应力场的重要特点． 图 8 孔口与孔底有效应力随距离变化的拟合曲线 Fig． 8 Fitting curves between effective stress and distance for the bottom and top of the holes 为了进一步量化比较，在图 8 中孔口、孔底分别 取与炮孔距离相同四个点( x = 3. 2，4. 5，5. 4，6. 9 m) 有效应力进行对比，经计算发现四个点的孔底较孔 ·617·