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随着社会迅猛发展,矿产资源已经成为了我国经济发展和工业原材料生产的资源支柱。矿产资源的开采利用主要手段为爆破法。爆破技术水平的高低不仅决定着矿产资源的开采效率、安全和成本,而且对矿产后续的铲运、运输、加工等都有着极为重要的影响。利用液态二氧化碳爆破技术开采石灰岩,不仅可以解决传统爆破在石灰岩矿开采中潜在的危险及困难,而且爆破后成块率高、矿粉比率明显降低、大幅度提高了石灰岩的开采效率,因此研究此技术对石灰岩矿的开采极为重要。本文首先研究了二氧化碳在爆破过程中的热力学变化情况,从宏观及微观的角度分析了液态二氧化碳在爆破过程中的能量的转变,并得到了气化潜热与膨胀功的计算方法;对液态二氧化碳爆破技术在石灰岩矿中使用的工作流程及步骤进行了介绍,指出了液态二氧化碳爆破技术的具体优势;通过对三种物理爆炸能量计算方法的讨论,确定了液态二氧化碳爆炸过程中的能量可采用爆炸物为压缩气体与水蒸气爆炸能量的计算方法,并给出了TNT当量的换算公式。其次,对液态二氧化碳爆破过程中产生的高能冲击波和低温高压二氧化碳气体联合作用下的破岩过程进行了分析,总结了液态二氧化碳爆破破岩机理;结合损伤理论分别推导得出了在冲击波与应力波作用下粉碎区、裂隙区厚度的理论计算公式。引入损伤理论推导得出了在原岩应力以及高压二氧化碳气体作用下裂纹尖端应力强度因子和有效应力强度因子的表达式;根据线弹性理论,分别得出了在高压二氧化碳气体作用下裂纹尖端以及岩体内部的应力场;采用最大周向正应力理论,推导了在高压二氧化碳气体驱动下岩体内裂纹的开裂准则,并得出开裂角的表达式。最后,利用显示求解软件ANSYS/LS-DYNA,以王官营石灰岩矿为工程背景,依据现场爆破参数,根据TNT当量换算的等效方式分别建立了单孔和双孔爆破模型;结合爆破理论及模拟结果,详细的分析了爆破过程中应力场的变化情况,并得出爆破管型号为MZL250-51/1000,超深为0.2m,炮孔间距为2.5m时的爆破效果最佳。采用ALE算法,模拟了单孔和双孔爆破过程中石灰岩的损伤致裂过程,并得到了石灰岩在爆破过程中裂纹扩展的规律。