金属矿山

作者：李嘉伟,郑永香,王伟,牛庆合,尹超,李亚东,姚明宇

单位：(1. 道路与铁道工程安全保障教育部重点实验室,河北 石家庄 050043;2. 河北省金属矿山安全高效开采技术创新中心,河北 石家庄 050043;3. 石家庄铁道大学土木工程学院,河北 石家庄 050043;4. 核资源与环境国家重点实验室,江西 南昌 330013;5. 中铁华铁工程设计集团有限公司苏州设计院,江苏 苏州 215011)

关键词：CO2 相变致裂,节理,爆破增渗,裂纹扩展,有效应力,

为探究CO2 相变致裂技术对节理岩体的破裂效应,通过新型CO2 相变致裂器爆破试验获取了致裂管内部动态压力曲线,并基于LS-DYNA 平台建立数值模型,对比研究了常规致裂器、新型致裂器及弹头型致裂器3 种工况下节理充填状态、节理长度、节理厚度及爆源距离对岩体破裂的影响机制,重点观测了应力波传播特征、裂纹扩展路径及穿透节理长度等关键参数。通过裂纹与节理交界区域有效应力分布特征的系统分析,揭示了不同致裂器对节理裂纹扩展的作用规律。研究表明:相较于充填节理,无充填节理对裂纹抑制作用更为显著;随着节理长度减小、厚度增加及与爆源距离增大,裂纹抑制效应呈现增强趋势。新型致裂器较常规型可产生更均匀的裂纹分布和更强的岩体冲击效应,其弹头改进结构能有效引导裂纹扩展方向,促进次生裂纹网络的形成,显著提升岩体渗透性能。研究为CO2相变致裂技术在裂隙岩体中的工程应用提供了理论依据。

来源：2025年第4期

《金属矿山》期刊编辑部

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