• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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褚怀保, 陈勇, 杨小林, 孙卓宇, 温自龙, 郭德坤. 微波辅助爆破作用下深部铁矿石孔裂隙演化规律研究[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0048
引用本文: 褚怀保, 陈勇, 杨小林, 孙卓宇, 温自龙, 郭德坤. 微波辅助爆破作用下深部铁矿石孔裂隙演化规律研究[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0048
CHU Huaibao, CHEN Yong, YANG Xiaolin, SUN Zhuoyu, WEN Zilong, GUO Dekun. Study on the evolution law of hole cracks in deep iron ore under microwave-assisted blasting[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0048
Citation: CHU Huaibao, CHEN Yong, YANG Xiaolin, SUN Zhuoyu, WEN Zilong, GUO Dekun. Study on the evolution law of hole cracks in deep iron ore under microwave-assisted blasting[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0048

微波辅助爆破作用下深部铁矿石孔裂隙演化规律研究

doi: 10.11883/bzycj-2026-0048
基金项目: 国家重点研发计划项目“课题2 高应力下金属矿规模化智能凿岩爆破技术与装备”(2023YFC2907202);

Study on the evolution law of hole cracks in deep iron ore under microwave-assisted blasting

  • 摘要: 随着我国深地战略的持续深化,为资源开发向深部扩展打开了新的局面。同时也需要面对更为复杂的工程难题,诸如高地应力,高强度岩体等地质状况。为解决传统爆破深部岩体效率低、能耗高的问题,提出微波辅助爆破破岩的新方法。本文以磁铁矿石为研究对象,开展了模拟深部环境下微波辐射与单孔爆破耦合试验,在试验结果分析的基础上,结合X射线高精度显微CT扫描与三维重构技术,分析不同加载条件下孔隙体积、表面积、分形维数、孔径结构及裂纹扩展等参数的变化,探讨不同加载条件对铁矿石孔裂隙结构演化的影响。研究表明:(1)微波辐射促使孔裂隙发育、萌生。随着微波损伤的增加,其爆破后铁矿石的孔裂隙体积、表面积、孔裂隙分布复杂度分形维数呈逐步上升的趋势,相较于延长照射时间,提高微波功率对铁矿石孔裂隙的发育影响更为显著。当采用高功率微波辐射时,试样孔裂隙体积与表面积的增幅分别达到最大的30.48%和31.37%。(2)微波辐射能有效提高爆破效果可归因于孔隙和微裂纹的连通和贯穿,为爆破应力波传播提供更多通道。试样孔隙半径和喉道长度的分布曲线波峰随微波损伤的增加逐渐向更大半径和更长长度的方向偏移、孔隙配位数分布范围增加;(3)围压抑制了微波-爆破协同效应,随着围压的增加,裂纹的扩展明显受限,贯通孔裂隙的体积和最大长度显著减小,而孤立孔裂隙的体积占比增大。围压改变了主裂纹的扩展方向,其爆生主裂纹的扩展方向由无围压时的放射状转变成趋向于最大主应力方向扩展。该研究为深部高应力环境下微波辅助爆破技术的工程应用提供参考依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-02-04
  • 网络出版日期:  2026-04-20

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