- 岳中文;刘增辉;鲍周琦;金圆;王光胜;
为了准确预测岩巷的爆破块度、衡量爆破效果，运用主成分分析(PCA)对爆破数据进行降维，引入基于随机惯性权重改进的粒子群算法(IPSO)以平衡全局寻优和局部寻优能力、优化极限学习机(ELM)的输入权值和隐含层阈值，建立PCA-IPSO-ELM预测模型，并在淮南顾北煤矿进行应用。结果表明：PCA-IPSO-ELM模型爆破块度预测和现场实测结果基本一致，其均方根误差值仅为0.740 2,与BP神经网络和PCA-PSO-ELM模型对比依次降低了79.76%和31.70%。PCA-IPSO-ELM模型的决定系数为0.978 9,相比于BP神经网络的0.921 5和PCA-PSO-ELM模型的0.969 2,依次增加了6.24%和1.01%。PCA-IPSO-ELM预测模型具有较高的精度和较好的稳定性，能够为岩巷爆破参数的设计提供依据。
2025年05期 v.31;No.147 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 王磊;刘瑞华;马飞飞;杨文轩;陈世官;李文峰;
为研究层理倾角对层状岩体动态压缩力学性能的影响，制备了4组(α=0°,30°,60°和90°)不同倾角的粉砂岩试样，并借助φ50 mm的SHPB装置对其进行冲击压缩试验，分析了冲击气压、层理面倾角分别对粉砂岩试样动态压缩力学特性及能量耗散的影响规律，并进一步阐述了其主要破坏形态和破碎程度。研究表明，在不同层理面倾角与冲击气压条件下，粉砂岩试件应力-应变曲线具有“三阶段”的变化特征，都存在由弹性受压阶段发展至失稳阶段的变化趋势；随着层理倾角的增加，粉砂岩的动态抗压强度和弹性模量呈先降低后升高的变化特征，层理倾角60°时层理劣化效应最显著，而峰值应变变化趋势与其相反，层理倾角为0°时的峰值应变最小，层理面的存在抑制了其变形的能力。另外，在冲击压缩试验中，层状粉砂岩的破坏形态大致可以分为跨越层理方向的剪切破坏、偏向层理方向的剪切破坏、沿层理方向的滑移破坏、沿层理方向的劈裂破坏4种破坏类型，试样的吸能率和能耗密度随层理倾角的增加呈先增大后减小的变化特征，在较低冲击气压下，层理倾角30°时岩石吸能率较高，破碎效果较好，随着冲击气压的增大，层理倾角60°时岩石吸能率和能耗密度最高，且破坏类型增多，粒径平均破坏尺寸逐渐减小。
2025年05期 v.31;No.147 10-19+42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2353K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 权富成;左晓华;
针对深部硬岩掘进爆破效率低等一系列问题，从理论上研究了水介质不耦合装药对爆破冲击波的影响，利用ANSYS/LS-DYNA软件对比分析了不同埋深下水介质和空气介质不耦合装药爆破后岩体损伤和有效应力传播规律。结果表明：水介质不耦合装药爆破后向外传递的能量较多且分布均匀，爆破后有效应力范围及强度明显高于空气介质不耦合装药；根据裂隙分形结果，水介质不耦合装药爆破后分形维数在1.598 5～1.649 7之间，对试块的损伤破坏明显高于空气介质不耦合装药。在爆破近区，水介质不耦合装药爆破后峰值有效应力提升了67.68%,在爆破远区提升了90.26%。地应力对爆破损伤有抑制作用，水介质不耦合装药爆破后模型损伤降低幅度更小，有利于提高爆破效果，且埋深越大，爆破优势越明显。研究成果对深部岩体爆破破岩提供了一定参考。
2025年05期 v.31;No.147 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2192K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 吴萍;陈巧丽;陆华;崔莹;
为探究煤火区砂岩原有内部孔隙率对其力学性能产生的影响，采用分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验技术，研究了不同孔隙率的砂岩试件在25、200、400、600、800、1 000℃温度条件下力学性能的影响规律。结果表明：在同一孔隙率下，不同温度热处理的砂岩的应力-应变、应力-应变率曲线变化趋势基本一致；随着热处理温度的升高，砂岩峰值应力呈现先上升后下降的趋势，砂岩峰值应变率呈现先下降后上升的趋势，热处理温度为400℃时，出现最值。在同一温度下，当热处理温度≤400℃时，随着孔隙率的增加，峰值应力减小但峰值应变率增加；当热处理温度>400℃时，随着孔隙率的增加，峰值应力增加但峰值应变率却减小。
2025年05期 v.31;No.147 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1412K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘琳;吴亮;张澳;余创;
自由面是影响爆破效果的一个重要参数，自由面的数量、形状、面积的变化会使岩石破碎及爆破效果发生改变。考虑到水下爆破复杂的地质条件和破坏块体的运动难以预测，利用Fluent-EDEM耦合方法建立了水下爆破模型，设置4个包含不同自由面数目的工况。在此模型的基础上，通过对爆破块体抛掷速度、块体分层堆积和岩体破碎等特点的研究，得出水下炸礁中自由面数目对爆堆形态的影响规律。研究表明：随着自由面数量的增加，爆破所导致的块体峰值速度也相应提升，从而有效地改善了爆破破碎效果；自由面数量的增加使得抛掷剥离的岩石量增多，而原位置残留的岩石量减少；从整个岩体的爆破效果来看，自由面数量的增多增加了爆破方量，有利于岩体的破碎。总体而言，增加自由面数量有助于提升爆破破碎量，改善爆破效果，促进岩体更为彻底地破碎。此外，Fluent-EDEM软件的流固耦合数值计算模型能够准确模拟水下爆炸块体的运动，为水下岩石爆破工程提供了新的研究工具。
2025年05期 v.31;No.147 34-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2570K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 朱丹;姚颖康;胡玲玲;聂森林;孙金山;陈思佑;
针对传统填塞材料在隧道钻爆法施工过程中不易取材、填塞难度大、爆破效率低等问题，提出了一种快速填塞材料，该材料具备大流动度、微膨胀性、快速凝结且早期强度高等特性。通过设计3水平4因素的正交试验对材料流动度、凝结时间、膨胀量和早期强度4个因素进行研究，结合极差分析、优化试验确定最优材料配比。结果表明：水泥基填塞材料的最优配比为砂：膨胀水泥：水：减水剂：速凝剂：膨胀剂=1∶1∶0.4∶0.005∶0.05∶0.06,该配比下材料凝结时间为12 min,扩展流动度为385 mm, 2 h抗压强度为6.67 MPa, 2 h抗折强度为1.97 MPa,在PVC管约束条件下2h的膨胀力为223.5个微应变。
2025年05期 v.31;No.147 43-51+60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1468K] [下载次数：234 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 刘兵;于超才;赵国锋;崔铁楠;丁建;
为适应脆弱生态地区爆破危害效应严格控制要求，保证边坡快速成型的爆破效果，基于炮孔切槽和多点聚能射流冲击岩石的定向劈裂机制，设计了一种低装药量、低危害效应的多点双向聚能爆破方法。结合理论分析与数值模拟，分别研究了1个、2个和4个聚能射流同时冲击预切槽岩石的致裂效果。结果表明：切槽能改变岩石的应力场分布，使得应力沿切槽方向集中作用，初始裂纹在切槽处优先生成；多个聚能射流同时冲击岩石时，岩石内的动态应力场因应力波的相互干涉而改变，致使局部应力叠加增强，从而促进断裂面的扩展延伸；2个和4个射流同时作用时，岩石断裂面分别扩大42%和66%。最后，通过现场试验验证了多点双向聚能爆破装置的定向致裂能力，在两炮孔间形成了贯穿的平直裂纹，且单孔装药量大大降低，可有效降低爆破危害效应。研究结果为降低爆破危害效应及定向断裂面的形成提供重要参考。
2025年05期 v.31;No.147 52-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1974K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]
- 谢兴华;卫腾飞;谢强;李洪伟;尹振礼;游省易;陈和平;马军;毛奕飞;
为研究不同热解条件下5种液氧致裂吸附材料的热解规律和热反应机理，提高液氧致裂过程中能量利用率和致裂效果。通过热重-红外联用分析仪(TG-FTIR)分析氧气和氮气氛围条件下5种液氧致裂吸附材料的热分析结果和气体析出特性，再单独对比分析较优液氧致裂吸附材料在不同氧气浓度中的热解过程。研究结果表明：氧气气氛下液氧致裂吸附剂热解效果更好，并且不同气流速对于液氧致裂吸附剂热解有一定的影响；以失重比为材料优选的衡量指标，其优选顺序为碳粉、碳棒、海绵、泡沫碳、木质纤维；研究成果为液氧致裂技术提供一定的技术参考。
2025年05期 v.31;No.147 94-101+131页 [查看摘要][在线阅读][下载 2348K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张雨蓓;刘锋;何祥;汪全;匡照;
为探究动态挤压对现场混装乳化基质老化的影响，使用光学显微镜、激光粒度仪、黏度计对5种不同挤压程度的现场混装乳化基质进行微观结构、粒径和黏度测试。实验结果表明：随着动态挤压时间由0 min增加到24 min现场混装乳化基质在相同自然储存条件下的完全失稳时间由130 d减至2 d,硝酸铵析出量增大1.37倍，黏度由101 256 mPa·s增大至246 541 mPa·s,粒径由6.12μm增至15.53μm,在本实验条件下，动态挤压超过24 min后现场混装乳化基质稳定性极差，老化失稳程度严重，无法正常使用，此外，超过24 min后现场混装乳化基质黏度过大会出现无法泵送的情况，由此可见，在实际应用中应控制泵送时间不大于24 min。
2025年05期 v.31;No.147 102-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1765K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘庆;李宏兵;冷振东;税巧;谭翠平;刘志同;
针对国内工业电子雷管在小断面隧道、井巷掘进等抗冲击要求较高环境中出现了较高的拒爆率，以及缺乏相关抗冲击性能检测标准与手段等问题，探索设计出一种厂内工业电子雷管冲击波荷载性能测试装置与方法。通过厂内工业电子雷管抗冲击荷载性能检测实验，同时结合现场爆破应用实际，进行了冲击波荷载强度现场测试及可靠性评估，结果表明：自主研发并设计的工业电子雷管抗冲击荷载性能测试装置与测试方法适合对工业电子雷管性能检测。
2025年05期 v.31;No.147 112-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 周方毅;刘宏杰;鞠翔宇;黄雪峰;詹发民;
针对国内用于水下爆炸物处置的制式装备器材缺乏这一难题，采用理论分析、数值计算和试验验证等方法，设计了一种由聚能战斗部、接收器、遥控器、电缆、支架等部分组成的水下聚能射流排爆装置。完成了该装置的方案设计，分析了其应用原理，建立了该装置水中接触爆炸钢质壳体爆炸物的力学物理模型，进行了数值计算，并通过试验研究验证了该装置的隔爆、传爆、保险、延时、遥控等功能。结果表明：该装置操作简单、使用方便，起爆方式集成化，可适用于水下排爆作业。该装置可极大提高水下工程作业效率，确保水下作业安全。
2025年05期 v.31;No.147 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1814K] [下载次数：7 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王建斐;翟小鹏;李昊;刘俊杰;迟殿鹏;
为探究现场混装乳化基质的抗剪切性能，以SICODEX生产的乳化基质为研究对象，进行了流变特性测试、模拟高速泵送剪切测试和螺杆泵泵送测试，并研究了乳化基质的抗剪切稳定性。流变学测试结果显示，乳化基质符合Herschel-Bulkley流体模型，在剪切速率低于0.1 s~(-1)和高于1 s~(-1)时具有不同的流变学特性，乳化基质的黏度-剪切速率关系与Carreau-Yasuda和Cross模型拟合度最高；泵送测试显示，注射器模拟高速泵送后，基质储能模量提高138%,黏度提高135%,平均粒径减小23%,而螺杆泵泵送后参数无显著变化。结果表明，乳化基质流变特性随剪切速率分段变化，注射器高速模拟泵送与螺杆泵泵送对基质稳定性影响差异显著，建议分别用于评价上向孔装药末端剪切性能与工程可泵送次数；基质稳定性需结合多场景指标综合评价。
2025年05期 v.31;No.147 126-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]