彬长矿区受高构造应力环境和上覆坚硬岩层影响，冲击风险显著，深孔预裂爆破是降低该区域冲击地压风险的有效手段。在高构造应力区开展深孔预裂爆破，其裂纹扩展形式尚不完全清楚。因此，采用LS-DYNA数值软件模拟分析了高构造应力环境、倾向与走向爆破孔倾角对爆破裂纹扩展的影响，基于模拟结果优化了现场爆破设计。结果表明：在最大水平主应力为主导的高构造应力条件下，裂纹扩展优势面总是沿着垂直于最小水平主应力方向的平面。水平应力差对爆破裂纹的扩展起到主导作用。增大水平应力差，爆破裂纹扩展的程度越高，且越利于爆破裂纹沿着炮孔所在平面扩展。不同的倾向爆破倾角下爆破裂纹扩展的差异性显著，而不同走向爆破倾角下裂纹扩展基本无变化。倾向爆破孔倾角大于75°时，爆破裂纹扩展程度高且裂纹扩展优势面沿着炮孔倾角所在平面。优化了现场爆破设计，现场试验后工作面大能量微震发生的次数与层位显著降低，波速异常系数峰值明显降低，爆破优化有效。

国家自然科学基金项目(52274098,U21A20110)；山东能源科技计划重大项目(SNKJ2022A15)；江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX23＿2798)；中国矿业大学研究生创新计划项目(2023WLKXJ036)；河北省高等学校科学技术研究青年基金项目(QN2023205)；

1 工程背景
1.1 高构造应力环境
1.2 坚硬覆岩条件
2 深孔爆破裂纹扩展的理论分析
2.1 走向爆破与倾向爆破
2.2 高构造应力下爆破裂纹扩展理论分析
3 三维爆破数值模拟
3.1 模型建立与材料表征
3.2 模拟方案确定
3.3 静动力分析过程验证
4 爆破裂纹扩展结果分析
4.1 爆破应力波及爆破损伤裂纹演化过程
4.2 构造应力对爆破裂纹的影响
4.3 倾向爆破孔倾角对爆破裂纹的影响
4.4 走向爆破孔倾角对爆破裂纹的影响
5 高构造应力区预裂爆破工程实践
5.1 预裂爆破优化
5.2 防治效果检验
6 结 论

[1]曹安业,郝琪,崔玉江,等.高构造应力区顶板深孔爆破裂纹扩展机制与应用研究[J].采矿与安全工程学报,2025,42(01):97-107.