天井是一种重要的人行、通风、充填通道，广泛应用于国内外矿山开采中。天井掘进作为矿山开拓的重要环节，工程量约占矿山年掘进总量的20%~25%，其施工技术备受关注。目前，天井掘进主要有传统法、爆破成井法两种。由于传统法施工工艺复杂、安全性差、功效低，现已较少使用；而直眼掏槽一次成井法能克服传统法的上述缺点，已成为国内外天井掘进的首选方法。但大量工程实际应用表明，直眼掏槽一次成井法所成天井高度低、成井断面小，不能满足部分矿山开采需要。因此研究高深度、大断面天井的掘进技术具有重要意义。

     ​掏槽是一次成井的关键，合理的掏槽方式是掏槽成功的前提。直眼掏槽一次成井大多采用螺旋掏槽、菱形掏槽。研究发现，这两种掏槽方式存在的掏槽孔数目少、掏槽孔补偿系数小、槽腔面积小是导致成井高度低、断面小的原因。而9孔桶形掏槽能较好地克服上述缺点。首响掏槽孔充分利用4个大空孔作为自由面和补偿空间，可提高掏槽孔补偿系数，增大槽腔面积，还可为后续炮孔爆破提供更大的自由面和补偿空间，利于一次形成高深度、大断面天井。因此在9孔桶形掏槽基础上，提出了9孔桶形掏槽一次成井技术。

     在爆破一次成井的现场应用中，不同成井地点岩石物理力学性质差异较大，通过理论分析和工程经验所得的成井参数未必能取得良好的成井效果。因此，在成井实验前需根据设计参数对成井效果进行预测。目前，解决此类问题大多采用数值模拟技术，典型代表是LS-DYNA非线性软件。因其具有计算精度高、可靠性好、结果直观等优点，LS-DYNA已成为分析各类工程问题的重要手段，如二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸冲击和金属成型等非线性动力冲击问题以及传热、流体和流固耦合问题。对于成井效果的LS-DYNA数值模拟，通过添加*MAT_ADD_EROSION失效准则，程序自动删除失效单元，可清楚显示掏槽孔爆破后槽腔成型过程。

     《科技导报》2013年第16期21—25页刊登了赵国彦等的论文“9孔桶形掏槽一次成井技术研究”，从掏槽爆破岩石破碎机理角度探讨了9孔桶形掏槽一次成井爆破参数的选取方法，通过LS-DYNA非线性软件对9孔桶形掏槽一次成井进行了数值模拟，动态显示了9孔桶形掏槽槽腔成型过程。本期封面主图为钻凿空孔的牙轮钻机，小图为数值模拟的槽腔成型过程。本期封面图片由赵井清提供，本期封面由王静毅设计。

（责任编辑   王媛媛）