煤炭学报

作者：王雁冰, 付代睿, 彭惠康, 郑文海, 李康成, 汪东宸, 赵小艳, 王建国,

关键词：液氧瞬态膨胀, 气体破岩, 致裂机理, 裂隙分布特征, 安全感度,

寻找兼具高效破岩能力与绿色安全属性的新型爆破技术，是“双碳”目标下破解资源开采与基础设施建设中环境、安全与效率矛盾的关键。液氧瞬态膨胀破岩技术因其构成系统简单、具有本质安全特性，且反应产物绿色环保，为此提供了一种潜在解决方案。为明确液氧瞬态膨胀破岩的致裂机理，以液氧瞬态膨胀破岩技术特征为基础，分析了液氧瞬态膨胀原理与装备；通过研究孔内热力学反应过程，揭示了炮孔周围岩体的受力机制，提出了考虑液氧超低温热损伤、应力波与高压气体协同作用的岩体断裂过程；依据高速纹影试验结果建立了反应三阶段假说：激发孕育、膨胀破坏和气体逸散；通过气体成分检测，构建了燃烧−相变比例计算方法，明确了液氧瞬态膨胀反应特征；借助数字图像相关方法与三维重构技术，研究了爆后岩体致裂特征，表明在气体主导冲击下岩体无粉碎区，裂纹以张拉破坏为主，扩展方向单一、无次生裂纹；安全性评估表明，液氧药包在静电与明火条件下具有较高触发阈值。在工程应用方面，则是利用其绿色环保、本质安全等特性，使其适用于多场景、复杂环境下的岩石破碎任务。未来针对液氧瞬态膨胀破岩致裂应从多角度揭示反应机理、动态断裂全程的三维裂纹扩展理论模型、致裂岩体的多尺度分析及孔内精确延时爆破技术等方向进一步扩展研究，拓宽液氧瞬态膨胀破岩的应用场景。

来源：2026年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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