水中丝爆等离子体破岩机理研究

马瑞¹，周世生¹，胡燕川¹，孙西濛¹，薛启龙^2,3，曲骏^2,3

1. 北京市政路桥股份有限公司2. 中国地质大学〈北京〉工程技术学院3. 自然资源部深部地质钻探技术重点实验室

摘 要：在隧道开挖、矿山开采等基础工程建设中,岩石爆破技术发挥着重要作用。等离子体碎岩技术具有无污染,破碎过程中无飞石、无有害气体的产生,使用方便,作业效率高,是替代炸药碎岩的最有效可行的方法。本文研究了水中丝爆产生等离子体破碎岩石的机理,分析了高电压脉冲放电过程中的铜丝融化过程,建立了铜丝在各阶段变化的电阻模型,利用MATLAB对不同阶段放电电路的电流进行了数值仿真分析,并与实验得到的电流波形进行对比。研究发现,电流波形,上升沿时间越短,脉冲放电效果越好。铜丝变化产生等离子体的过程中,等离子体通道具有一定的电阻性。实验数据结果与模型数值计算结果基本相符。

关键词：丝爆;高压脉冲放电;等离子体;破碎岩石;放电模型;