精准爆破护航地下工程安全

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精准爆破护航地下工程安全

爆破，即利用炸药等爆炸物在短时间内迅速释放巨大能量

的过程，是地下岩体开挖中不可或缺的重要手段。这一技术长

期且广泛地应用于立井开凿、巷道掘进、隧道施工以及矿场开

采等地下工程领域。钱学森先生曾指出爆炸的优势在于其巨大

的能量释放和极高的功率，并形象地描述了爆炸的威力：爆炸

的好处是威力大而尤以功率极大为其特点。一个直径为 1米的

TNT 炸药圆球，爆炸所释放的能量是 3.52×10^9 焦耳，功率

是4.72×10^10 千瓦。这种“毕其功于一役”的特性，可以

做很多一般难以做到的事。

21 世纪以来，随着浅部资源的枯竭与深地空间的持续开发，

地下工程中传统的爆破技术面临着越来越多的挑战，已经无法

满足国家高质量发展对地下工程爆破安全、高效、精准的需求，

需要爆破技术的不断创新，推动生产力从传统的规模化发展向

更高层次、更高质量的方向转型。鉴于炸药爆炸过程的瞬态性

和岩体的非均质各向异性，地下工程岩体爆破亟须深入研究 3

个关键科学问题与技术难题：一是炸药能量释放与爆炸裂纹扩

展的精准控制原理还不清晰；二是高效利用爆破正能量破碎岩

体和治理灾害的方法不够先进；三是有效控制爆破对围岩损伤

破坏负作用的技术尚不成熟。攻克上述三个关键科学与技术难

题，不仅是对安全、高效、精准的地下工程爆破技术的迫切需

求，更是推动生产力实现质变飞跃、加速国家地下工程建设能

力全面提升的重要基石。

在科技部重点研发计划“深井高效破岩与洗井排渣关键技

术”和多项国家自然科学基金等国家级课题的资助下，我国科

研团队持续三十余年开展了地下工程安全精准爆破理论与技术

研究。通过构建爆破能量“精准控制”新理论，创新性地提出

“以爆抑灾”新方法，开发“减振降损”新技术，实现了控制

爆炸能量“要听话”（指哪儿打哪儿）、“多干活”（高效利

用爆炸能量）和“少惹祸”（削减爆破负作用）的目标。

“要听话”：岩石爆破“精准控制”新理论

“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，

是建设世界科技强国的必由之路。”在这样的理念指导下，我

们在地下工程安全精准爆破方面不断进行基础理论探索。首次

阐释了爆炸能量释放与爆生裂纹扩展的作用原理，原创了岩石

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摘要：

精准爆破护航地下工程安全爆破，即利用炸药等爆炸物在短时间内迅速释放巨大能量的过程，是地下岩体开挖中不可或缺的重要手段。这一技术长期且广泛地应用于立井开凿、巷道掘进、隧道施工以及矿场开采等地下工程领域。钱学森先生曾指出爆炸的优势在于其巨大的能量释放和极高的功率，并形象地描述了爆炸的威力：爆炸的好处是威力大而尤以功率极大为其特点。一个直径为1米的TNT炸药圆球，爆炸所释放的能量是3.52×10^9焦耳，功率是4.72×10^10千瓦。这种“毕其功于一役”的特性，可以做很多一般难以做到的事。21世纪以来，随着浅部资源的枯竭与深地空间的持续开发，地下工程中传统的爆破技术面临着越来越多的挑战，已经无法满...

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