一种定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置及实验方法

技术特征：
1.一种定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于：包括装置支架，岩石试件放置于所述装置支架内；以及传力板，多个所述传力板紧贴所述岩石试件的外侧面设置，且所述传力板的边缘与所述装置支架的主体之间留有缝隙，所述缝隙用于将起爆线从岩石试件中引出；以及反力板，所述装置支架的外侧与所述传力板对应的位置设置有所述反力板；以及分离式千斤顶，所述反力板与传力板之间设置有所述分离式千斤顶。2.根据权利要求1所述的定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于：所述反力板采用钢板制成。3.根据权利要求1所述的定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于：所述反力板的四个角上分别开设有螺栓孔一，所述螺栓孔一用于通过螺栓将所述反力板固定到所述装置支架上。4.根据权利要求1所述的定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于：所述反力板的板面上开设有两个螺栓孔二，所述分离式千斤顶通过螺栓孔二与所述反力板相连接。5.根据权利要求1所述的定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于：所述分离式千斤顶包括液压千斤顶、手动液压泵和仪表盘，所述液压千斤顶与所述手动液压泵通过管路连接，所述仪表盘用于显示所述液压千斤顶所施压力的大小。6.根据权利要求5所述的定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于：所述液压千斤顶设置在所述反力板与传力板之间，所述反力板的板面上开设有两个螺栓孔二，所述液压千斤顶通过螺栓孔二与所述反力板相连接。7.一种定量分析围压下岩石爆破效果的实验方法，应用于权利要求1-6中任一项所述的定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制作岩石试件，所述岩石试件上设有炮孔，在所述炮孔中装入炸药，在所述炸药上连接起爆线并引出至起爆器；步骤二：将装有炸药的岩石试件放入装置支架中，岩石试件的尺寸等于装置支架的内腔尺寸并契合在装置支架中；再将反力板与分离式千斤顶通过反力板中的螺栓孔二相连接，形成一个整体；步骤三：将传力板紧贴试件，传力板的平面尺寸小于试件的平面尺寸，从而使起爆线可通过所述传力板与装置支架的缝隙中引出；再将所述反力板与装置支架通过所述反力板上的螺栓孔一相连接，完成整体实验装置的安装；步骤四：通过所述分离式千斤顶中的手动液压泵为液压千斤顶提供应力，从而通过所述传力板为岩石试件施加围压，通过仪表盘来控制围压的大小；步骤五：围压施加完成后将所述分离式千斤顶中的液压千斤顶与手动液压泵和仪表盘分离，并通过所述起爆器起爆所述炸药，在起爆后预定时间将实验装置拆解并取出爆破后的岩石试件；步骤六：收集爆破后的岩石试件炮孔内部碎岩以及外掷的破碎岩块，配合使用标准方孔石子套筛与电子台秤，对爆破碎岩进行5级粒径筛分析，分别记录各等级碎岩质量及累计质量；步骤七：基于碎岩块度筛分析结果，引用分形几何理论对碎岩进行量化分析，通过公式
计算岩石试件在不同围压下的分形维数d，采用gate-gaudin-schumann与rosin-rammler经典碎岩块度计算模型，二者分布函数表达式为：r-r分布：g-g-s分布：式中，y为筛分等级x以下的碎岩累计质量百分比，x0为特定筛分等级的碎岩质量，n为碎岩分布参数，分别对两式求对数，均可得到近似直线方程的表达形式，即y＝ax b，因此，可将各筛分等级的碎岩质量累积百分数m(ε)/m与碎岩累积质量ε在双对数坐标系下进行线性拟合，所得直线方程的斜率a即为碎岩分布指数，该指数与分形维数d存在关联，进而将分维数d的求解转化为斜率a的求解：d＝3-a。

技术总结
本发明公开一种定量分析围压下岩石爆破效果的实验装置及实验方法，其中实验装置部分包括装置支架、传力板、分离式千斤顶和反力板，将装有炸药的岩石试件放入装置支架中，再将反力板与分离式千斤顶相连接，形成一个整体；将传力板紧贴试件，再将反力板与装置支架相连接，完成整体实验装置的安装；通过手动液压泵为液压千斤顶提供应力，从而通过传力板为岩石试件施加围压，通过仪表盘来控制围压的大小；对爆破碎岩进行5级粒径筛分析，基于碎岩块度筛分析结果，引用分形几何理论对碎岩进行量化分析，计算岩石试件的分形维数与碎岩分布指数。本发明用以实现对围压影响下岩石爆破效果的定量分析研究，从而为深部开采条件下工程爆破提供理论依据。破提供理论依据。破提供理论依据。


技术研发人员：王雁冰 李阳阳 杨仁树 梅洪嘉 付代睿 李宇琛 李正宽
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：2022.09.06
技术公布日：2022/11/11