一种用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及巷道爆破开挖技术领域，尤其涉及一种用于模拟深部巷道爆破诱灾的 实验方法。
【背景技术】
[0002] 钻爆法在井巷工程的施工中起着着举足轻重的作用，但同时，爆破开挖巷道也会 带来负面影响。如在邻近巷道附近爆破开挖新的并行巷道时，由于巷道围岩中存在原始缺 陷，爆破荷载必然会对邻近巷道围岩造成损伤，甚至诱发冲击灾害。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方 法，能够了解爆破荷载对邻近巷道围岩原始裂纹群的影响，便于对邻近巷道安全距离的确 定以及巷道经济合理的支护提供依据。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法的实施例采 用如下技术方案：
[0005] -种用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法，包括：
[0006] 在试块的局部位置处开设模拟巷道，并在所述模拟巷道周边的预定位置处形成预 制裂纹；
[0007] 在所述试块上位于所述模拟巷道外围的预定位置处开设炮孔并装设炸药；
[0008] 在所述试块外围加设围压；
[0009] 对所述炸药进行起爆，在对所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边的损 伤状况进行动态采集；
[0010] 对采集的所述模拟巷道周边的损伤状况进行分析，获得所述爆破对所述模拟巷道 周边损伤的影响数据。
[0011] 本发明提供的一种用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法，通过在试块的局部位 置处开设模拟巷道，并在所述模拟巷道周边的预定位置处形成预制裂纹，在所述试块上位 于所述模拟巷道外围的预定位置处开设炮孔并装设炸药，在所述试块外围加设围压，在对 所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边的损伤状况进行动态采集，对采集的所述 模拟巷道周边的损伤状况进行分析，能够获得所述爆破对所述模拟巷道周边损伤的影响数 据，从而能够了解爆破荷载对邻近巷道围岩原始裂纹群的影响，便于对邻近巷道安全距离 的确定以及巷道经济合理的支护提供了依据。
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其它的附图。
[0013] 图1为本发明的实施例用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法的流程示意图；
[0014] 图2为用于本发明实验实施例的试块结构示意图；
[0015] 图3为用于本发明实验实施例的另一试块结构示意图；
[0016] 图4为在本发明实验实施例中对试块外围增加围压的示意图；
[0017]图5为应用于本发明实施例的透射式焦散线法的实验系统结构示意图；
[0018] 图6为本发明一实施例中应变片在模拟巷道外围布置的结构示意图；
[0019] 图7为用于本发明实验实施例的又一试块结构示意图；
[0020] 图8a_8d为根据本发明一实施例获得的炮孔与巷道间距不同时的群裂纹扩展图；
[0021] 图9a-9b为根据本发明一实施例获得的<和裂纹尖端位移以及速度随时间的变化 规律（L=45mm)示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明实施例一种用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法进行 详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有 其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 图1为本发明的实施例用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法的流程示意图。参 看图1所示，本发明实施例一种用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法，包括步骤：
[0024]S1、在试块的局部位置处开设模拟巷道，并在所述模拟巷道周边的预定位置处形 成预制裂纹；
[0025]S2、在所述试块上位于所述模拟巷道外围的预定位置处开设炮孔并装设炸药；
[0026]S3、在所述试块外围加设围压；
[0027]S4、对所述炸药进行起爆，在对所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边的 损伤状况进行动态采集；
[0028]S5、对采集的所述模拟巷道周边的损伤状况进行分析，获得所述爆破对所述模拟 巷道周边损伤的影响数据。
[0029] 通过在试块的局部位置处开设模拟巷道，并在所述模拟巷道周边的预定位置处形 成预制裂纹，在所述试块上位于所述模拟巷道外围的预定位置处开设炮孔并装设炸药，在 所述试块外围加设围压，在对所述炸药进行起爆的同时，对所述模拟巷道周边的损伤状况 进行动态采集，对采集的所述模拟巷道周边的损伤状况进行分析，能够获得所述爆破对所 述模拟巷道周边损伤的影响数据，从而能够了解爆破荷载对邻近巷道围岩原始裂纹群的影 响，便于对邻近巷道安全距离的确定以及巷道经济合理的支护提供了依据。
[0030] 在前述用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法实施例中，所述试块可以采用有机 玻璃板来制作，也可以采用人造石板来制作。试块材料的具体选择根据试块材料本身的特 性并结合对模拟巷道周边的损伤状况进行动态采集所利用的技术手段来综合确定。
[0031] 有机玻璃板为各向同性的均匀光学非晶体介质，具有良好的透光性，且具有较好 的弹性和塑性，是一种理想的光学模型材料。因此，当采用焦散线法对所述模拟巷道周边的 损伤状况进行动态采集时，优选采用有机玻璃板作为试块的材料。
[0032] 图2为用于本发明实验实施例的试块结构示意图。参看图2所示，当采用有机玻 璃板时，所述在试块的局部位置处开设模拟巷道包括：在尺寸为300mmX300mmX5mm的有 机玻璃板的局部位置处开设模拟巷道10 ;其中，所述模拟巷道10下部为40mmX20mm的半 矩形，上部为半径20mm的半圆顶。
[0033]人造石是用非天然的混合物制成的，如树脂、水、钙粉、玻璃珠、铝石粉等等加碎石 黏合剂制作而成的。因为人造石表现出比岩石材料要好的均质和各向同性，相对岩石材料 实验较容易，且实验结果相对较明显；同时人造石板在物理力学性质等许多方面相似。因 此，在利用应变片或声发射传感器对对模拟巷道周边的损伤状况进行动态采集时，优选采 用人造石板。
[0034]参看图2所示，当采用人造石板来制作试块时，所述在试块的局部位置处开设模 拟巷道包括：在尺寸为300mmX300mmX6mm的人造石板的局部位置处开设模拟巷道10 ;其 中，所述模拟巷道10下部为40mmX20mm的半矩形，上部为半径20mm的半圆顶。
[0035] 参看图2所示，在前述用于模拟深部巷道爆破诱灾的实验方法实施例中，为了模 拟巷道周边的原始缺陷，在所述模拟巷道10周边的预定位置处形成预制裂纹30。其中，所 述在所述模拟巷道周边的预定位置处形成预制裂纹30包括：
[0036] 在所述巷道10的顶部形成预制裂纹，以及在所述巷道的侧壁上靠近巷道底部和 肩部的位置处也分别形成预制裂纹；并且，所述预制裂纹自所述巷道周边朝向远离所述巷 道10中心的方向延伸。
[0037] 所述预制裂纹设置在巷道周边应力相对集中的地方，既便于预制裂纹在试块上的 形成，又有利于在受到爆炸冲击时发生较为明显的应力形变，易于观察和实验。
[0038]为了较为真实地模拟巷道周边原始的裂纹形状，前述实施例中，所形成的每条预 制裂纹30各自由两条朝向不同方向弯曲的圆弧连接而成。优选地，形成所述预制裂纹30