생물질 폭약은 친환경 폭파 및 생물질 자원의 효율적 이용에 잠재적 응용가치를 가지지만, 제한된 공간 내에서의 폭파 성능은 약제 상태, 용기 제약 및 산소 공급 조건에 의해 공동으로 영향을 받으며, 관련 파라미터 영향 법칙 및 다요인 결합 작용 메커니즘에 대한 체계적인 연구가 부족하다. 제한된 강관 조건에서 생물질 폭약의 폭파 성능 및 임계 특성을 밝히기 위해 단일 인자 통제 및 정교 시험을 사용하여 약제 밀도 ρ, 강관 두께 t 및 산소 압력 P가 폭파 성능에 미치는 영향 법칙을 체계적으로 연구하였으며, 폭파 속도 D, 납 기둥 압축량 B 및 시멘트 블록 파괴 등급 등의 지표로 특성화하였다. 결과는 폭파 속도가 약제 밀도에 따라 먼저 증가했다가 감소하는 경향을 보이며, ρ=0.12g/cm³일 때 최대 속도 2790m/s에 도달하고 ρ=0.10-0.13g/cm³가 최적 밀도 구간임을 나타냈다; 납 기둥 압축량은 강관 두께에 따라 먼저 급격히 증가한 뒤 안정화되는 변화를 나타내며, t가 2.5에서 3.0mm로 증가할 때 B에 유의미한 도약(9.6-24.7mm)이 발생하고, t≥3.5mm일 때 평탄 구간(약 18.3-23.0mm)에 진입하였다; 산소 압력은 시멘트 블록 파괴 정도를 크게 강화하였으며, P가 1MPa에서 6MPa로 상승함에 따라 파괴 등급이 2등급에서 6등급으로 단계적으로 증가하고 P≥6MPa(6-10MPa)에서는 포화특성을 나타냈다; 3요인이 폭파 속도에 미치는 영향의 우선순위는 산소 압력 > 약제 밀도 > 강관 두께이며, 최적 조합은 ρ=0.12 g/cm³, t=3.0 mm, P=6 MPa임을 밝혔다. 연구 결과는 생물질 폭약 장전 파라미터, 용기 구조 파라미터 및 산소 공급 조건의 공학적 선택에 참고할 수 있다.

생물질 폭약; 장전 밀도; 강관 두께; 산소 압력; 폭파 성능; 임계 특성