矿岩爆破—破碎能量耦合耗散机制试验研究

来源：黄金科学技术杂志2026年第1期北京时间：

作者：邱贤阳, 杨振武, 邱泓杰, 沈文博, 李蕾蕾, 冯泽平, 武栋

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710100

摘要：为优化爆破—破碎环节的能量耦合效率，采用分离式霍普金森（SHPB）冲击试验与落锤冲击试验，建立了爆破能量—破碎块度—破碎能耗的定量耦合模型。SHPB试验在不同冲击气压条件下对若干试样进行动态破碎，揭示了入射能与三轴平均径的线性递减关系；落锤试验以不合格碎块作为研究对象，构建了破碎能耗与输入块度的指数递增模型。两阶段模型耦合表明，总能耗随块度变化呈先降低后升高的变化趋势，碎块粒径控制在37~42 mm时能耗最低，降幅可达42.8%。研究结果揭示了传统能量最优理论在破碎环节的非线性能耗与爆破能量梯度分布之间的矛盾，提出了通过多级破碎或优化能量分配实现系统节能。通过阐明能量跨工序传递的非线性规律，为矿山全流程能耗优化提供了理论依据和参数化指导，对于提升硬岩开采的能效管理具有重要的工程应用价值。

关键词：冲击载荷,分离式霍普金森压杆（SHPB）,落锤冲击,能量耗散,破碎块度

基金资助：“十四五”国家重点研发计划项目“特大型多金属资源高通量分选关键技术与装备”(2022YFC2904602)