バイオマス爆破剤はグリーン爆破およびバイオマス資源の効率的利用に潜在的な応用価値を持つが、その制約空間内での爆破性能は装薬状態、容器の制約、酸素供給条件の共同影響を受けており、関連パラメータの影響規則および多因子の相互作用メカニズムは体系的な研究が不足している。制限された鋼管条件下でバイオマス爆破剤の爆破性能および閾値特性を明らかにするため、単一因子制御および直交試験を用いて装薬密度ρ、鋼管壁厚t、酸素圧力Pが爆破性能に与える影響規則を体系的に研究し、爆速D、鉛柱の圧縮量B、およびセメント塊の破壊等級などの指標で特性評価を行った。結果は、爆速が装薬密度に伴い増加後減少する傾向を示し、ρ=0.12g/cm³で最大値2790m/sに達し、ρ=0.10-0.13g/cm³が最適密度区間であることを明らかにした。鉛柱圧縮量は鋼管壁厚に伴い急増後安定化の変化特徴を示し、tが2.5から3.0mmに増加する際にBが顕著な遷移（9.6-24.7mm）を示し、t≥3.5mmでは安定域（約18.3-23.0mm）に入った。酸素圧力はセメント塊の破壊程度を著しく強化し、破壊等級はPが1MPaから6MPaに上昇するに伴い2級から6級に段階的に向上し、P≥6MPa（6-10MPa）では飽和特性を示した。三因子の爆速に対する影響の主次順序は酸素圧力＞装薬密度＞鋼管壁厚であり、最適組合せはρ=0.12g/cm³、t=3.0mm、P=6MPaであった。研究結果はバイオマス爆破剤の装填パラメータ、容器構造パラメータおよび酸素供給条件の工学的選定に参照を提供することができる。

バイオマス爆破剤;装薬密度;鋼管壁厚;酸素圧力;爆破性能;閾値特性