Page 156 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 第 8 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 8
2026 年 8 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Aug., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2025-0297

槽腔深度对掘进断面后续破岩特性的影响 *

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程 兵 ，袁炜其 ，汪 泉 ，宗 琦 ，汪海波 ，郑强强 ，吕 闹 2
1,2,3
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（1. 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室，安徽 淮南 232001；
2. 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心，安徽 淮南 232001；
3. 安徽理工大学化工与爆破学院，安徽 淮南 232001）
摘要： 为探究槽腔深度对掘进断面后续破岩特性的影响，将具有不同深度槽腔的掘进断面简化为含不同深度空
腔的砂岩试件，采用分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar, SHPB）实验系统进行动态压缩实验，分析试件动
态力学性能、能量耗散特征及破碎形态的变化规律，进而优化现场掏槽参数。结果显示：对于空腔直径为 10 和 20 mm
的砂岩试件，随着空腔深度的增大，动态峰值应力分别下降 17.69% 和 39.05%，动态峰值应变分别增大 7.58% 和 18.56%，
耗散能分别提高 22.87% 和 45.92%，耗散能密度分别提升 26.92% 和 73.08%，且试件破碎块度逐渐减小，表明增大槽腔深
度可降低后续岩体的抗破坏能力，增大其变形能力和能量利用率，改善其破碎效果；当空腔直径为 20 mm 时，试件的动
态力学性能和能量耗散特征随空腔深度的变化速率更高，破碎块度更小，表明增大槽腔直径也有利于破岩；采用孔内-
孔外复合延期掏槽技术，能够增大槽腔深度和直径，进而促使全断面炮孔利用率达 96.1%，且保证岩石破碎块度均匀
合理。
关键词： 掏槽爆破；槽腔深度；SHPB 实验系统；破岩特性；现场实验
中图分类号： O389; TD235 国标学科代码： 1303599 文献标志码： A

Influences of cutting cavity depth on subsequent rock breaking
properties of driving sections

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CHENG Bing 1,2,3 , YUAN Weiqi , WANG Quan , ZONG Qi , WANG Haibo , ZHENG Qiangqiang , LYU Nao 2
（1. State Key Laboratory of Mining Response and Disaster Prevention and Control in Deep Coal Mines,
Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China;
2. Engineering Research Center of Underground Mine Construction of Ministry of Education,
Anhui University of Science and Technology, Huainan 232001, Anhui, China;
3. School of Chemical and Blasting Engineering, Anhui University of Science and Technology,
Huainan 232001, Anhui, China）

Abstract: Cutting blasting is a crucial step in underground blasting driving. To investigate the influences of cutting cavity
depth on subsequent rock breaking properties, driving sections with different cutting cavities depths were simplified as
sandstone specimens with different depths of cavities. A series of dynamic compression tests were conducted using a 50 mm
diameter split Hopkinson pressure bar (SHPB) testing system. Then, the dynamic peak stresses, dynamic peak strains, energy
dissipation characteristics, and fracture patterns of the specimens were analyzed as the cavity depth varied, and the field cutting
blasting parameters were optimized accordingly. The results demonstrate significant trends for sandstone specimens with
cavity diameters of 10 and 20 mm. As the cavity depth increases, the dynamic peak stress decreases by 17.69% and 39.05%,

* 收稿日期： 2025-09-09；修回日期： 2025-11-21
基金项目： 安 徽 省 自 然 科 学 基 金 （ 2 4 0 8 0 8 5 Q A 0 2 9 ） ； 深 部 煤 矿 采 动 响 应 与 灾 害 防 控 国 家 重 点 实 验 室 开 放 基 金
（SKLMRDPC23KF05）；矿山地下工程教育部工程研究中心开放基金（JYBGCZX2023105）
第一作者： 程 兵（1995－ ），男，博士，讲师，2022053@aust.edu.cn
通信作者： 汪 泉（1980－ ），男，博士，教授，wqaust@163.com

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