金属矿山

作者：施伟陈登红方曙汪朝家侯猛

单位：1. 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南232001;2. 煤炭科学技术研究院有限公司矿用材料分院,北京100013

关键词：微波辐射, 玄武岩, 冷却路径, 分形维数, 损伤效果,

基金：安徽省高校协同创新基金项目(编号:GXXT-2020-008);安徽省省级研究生专业学位教学案例库项目(编号:2022zyxwjxalk087)。

针对传统硬岩破碎效率低及微波辅助破岩中冷却路径影响机制不明的问题,以玄武岩为对象,系统探究了微波辐射后不同冷却方式对岩石损伤的影响规律。 通过对比自然冷却、实时高温及水流冲击循环冷却路径下岩石的波速、抗拉强度、分形维数和应变场特征,发现水流冲击循环冷却通过快速降温显著加剧试件内外热应力差异,从而最大化提升损伤效果。 试验表明:短时辐射结合间歇水流冲击的冷却策略可高效驱动多尺度裂纹扩展,其中辐射 45s 后水流冲击 30s 的循环路径效果最优,导致波速降幅达 19%、抗拉强度降低近 50%,分形维数显著提升;微观分析进一步揭示了热应力梯度主导的裂纹扩展机制。 研究证实,在相同能耗下,温度差越大损伤效果越好,短时辐射结合间歇水流冲击的循环冷却策略可显著提升微波辅助破岩效率。 可为后续试验和工程实际中微波辅助破岩的应用提供借鉴。

来源：2025年第8期

《金属矿山》期刊编辑部

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