预裂孔间距的优化设计方法

（1）文献[42]的作者根据断裂力学理论推导出下述公式：

式中： dcr—— 炮孔最大间距；

r —— 炮孔直径；

α0—— 原生裂纹长度。

应用该式最大的困难是原生裂纹长度的确定（π —— 180°方向的原生裂纹长度）。

（2）为了避免造成炮孔孔壁周边受压破坏，爆生气体的压力应小于岩石的动态抗压强度，而又保证足够大以便拉裂缝的形成，为此，给出了预裂炮孔间距设计式[7-18]和式[7-19]。

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式中：φ 为炮孔直径； PW为孔壁上的压力；T 为岩石抗拉强度。

在设计时，可以通过改变不耦合系数控制 PW的大小，使其大小等于岩石的动态抗压强度。由于预裂缝形成过程是动态的，所以式（7-18）中岩石的抗拉强度应取动态抗拉强度值。表7-4 给出了几种岩石的动载强度和静载强度试验比较数据。

表7-4　几种岩石的动载强度和静载强度试验数据比较[44]

（3）用岩石的动态抗压强度σdp代替（7-18）式中的 PW，用动态抗拉强度σdt代替公式的T，得到预裂爆破时炮孔间距的最大值，即：

以表7-4 中石英岩、闪长岩为例，将动态抗压强度平均值350 MPa 和动态抗拉强度平均值25 MPa 代入式（7-19），可得 dmax=15φ。如果炮孔直径为100 mm，则炮孔最大间距为1.5 m。采用前述的2#岩石炸药进行预裂爆破，取 PW=350 MPa，将数据代入式（7-17）和式（7-18），可得最小不耦合系数n=1.686，即最大药卷直径为59.3 mm。如果采用直径为50 mm 的药卷进行连续装药，不耦合系数n=2， PW=225 MPa ，代入公式（7-18）得，d≤10φ，即此时炮孔间距最大不能超过1 m。

值得注意的是，受地质、实验条件、费用等多因素的影响，现场岩体的动态抗压强度和动态抗拉强度变化较大，难以获得。实际应用过程中，在没有获得这些指标值的情况下，可以用岩石的静态抗压强度和静态抗拉强度代入上述公式进行初步估算。待积累一定经验数据后，对爆破参数进行调整，以获得更好更经济的爆破效果。