Page 167 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 程 兵，等： 槽腔深度对掘进断面后续破岩特性的影响 第 8 期

孔利用率分别仅为 3.9 m 和 75.0%，破碎块度在 0.4～1.2 m，爆破效果较差。当采用孔内延期掏槽爆破
时 ， 成 腔 直 径 几 乎 未 发 生 变 化 ， 由 于 通 过 孔 内 分 层 装 药 延 期 起 爆 降 低 了 底 部 成 腔 难 度 ， 成 腔 深 度 达
5.3 m，自由面超过了后排炮孔深度，但爆后仍然有根底和大块，最终循环进尺和炮孔利用率分别为
4.5 m 和 86.5%，破碎块度在 0.3～0.8 m，爆破效果虽有改进，但仍未达到预期。结合前述冲击实验结果，
分析其原因是槽腔直径较小，自由面不够充分，后排炮孔爆破时岩石碎胀产生了夹制作用。于是，通过
增加第 2 圈掏槽孔形成孔内-孔外复合延期掏槽爆破，此时成腔深度保持在 5.3 m，但成腔直径增至
3.7 m，自由面不仅超过了后排炮孔深度，还向掘进断面四周延伸扩展。爆后统计时基本无根底和大块，
最终循环进尺和炮孔利用率分别为 5.0 m 和 96.1 %，破碎块度在 0.2～0.5 m。
可见，使用孔内-孔外复合延期掏槽技术能够增大槽腔深度和成腔直径，槽腔深度大于后排炮孔深
度，形成充分的自由面，降低了后续爆破破岩难度，进而能够显著提升钻爆掘进速度，保证岩石破碎块度
均匀合理。

5 结 论

(1) 对于含直径 10 和 20 mm 空腔的砂岩试件，随着空腔深度的增大，动态峰值应力从 92.7 MPa 分别
下降到 76.3 和 56.5 MPa，动态峰值应变从 10.02×10 −3 分别增大至 10.78×10 −3 和 11.88×10 ，耗散能从
−3
3
22.82 J 分别提升到 28.04 和 33.3 J，耗散能密度从 0.26 J/cm 分别提高至 0.33 和 0.45 J/cm ，且试件破碎块
3
度逐渐减小。增大槽腔深度，可以降低岩体的抗破坏能力，增大岩体的变形能力，提高能量利用率，改善
岩石破碎效果。
(2) 空腔直径为 10 mm 的砂岩试件与空腔直径为 20 mm 的砂岩试件相比，后者的动态力学性能和能
量耗散特征随空腔深度的变化速率明显高于前者，并且相同空腔深度下后者的破碎块度比前者更小，意
味着增大槽腔直径有利于改善掘进断面后续岩体的破碎效果。
(3) 与常规单段掏槽爆破技术相比，使用孔内-孔外复合延期掏槽爆破技术可以有效提高掏槽爆破成
腔深度、增大槽腔直径，为后续爆破作业提供充足的自由面，进而使得循环进尺和炮孔利用率分别提高
到 5.0 m 和 96.1%，且岩石破碎块度均匀合理，便于装岩清渣作业。

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