本文在现有理论与实践的基础上,从聚能效应、不耦合装药和预裂爆破等方面的国内外研究现状入手,阐述了该课题的研究意义,并就研究工作中涉及到的有关理论进行分析和总结;通过有限元模拟软件ANSYS/LS-DYNA对聚能不耦合装药预裂爆破进行仿真模拟,为工程实践当中确定合理的爆破参数和优化爆破效果奠定了理论基础;最后又通过工业试验反馈模拟状况,为进一步改进计算机模拟和工业试验中的不足提供更加合理的爆破相关参数。本文主要内容和结论性成果如下:(1)收集并整理大量的国内外研究文献资料,对聚能现象、不耦合装药、预裂爆破试验等方面的研究动态进行归纳与总结,以此为基础来指导进一步的研究工作。(2)从影响预裂爆破的本质因素入手,介绍了矿山的地质情况和几种矿岩的力学性质;以聚能爆破理论、不耦合装药技术、预裂爆破等作为理论重点进行论述,为聚能不耦合装药预裂爆破技术和新型聚能药柱的研制提供可靠的理论基础。(3)从数值模拟的角度入手,着重介绍了ANSYS/LS-DYNA动力分析方法,并就本次试验模拟中涉及到有关单元类型、材料模型、计算方法等进行详细介绍。在此基础上,选取有代表性的试验组数进行预裂爆破的数值模拟,结果表明:聚能方向上的应力和垂直于聚能方向上的应力最大值之比和不耦合系数之间有某种关联性,对孔壁应力最大值σmax和不耦合系数RA进行统计分析,可以看出二者之间是幂函数关系。(4)对计算机模拟出现的几种不耦合系数,利用新型聚能药柱进行工业试验;试验结束后,进行预裂缝的实际成型效果、尺寸、半壁孔率和帮体平整性等因数进行统计和分析;同时,结合IDTS3850Seismograh爆破振动记录仪的监测和数据分析。结果表明:聚能不耦合装药预裂爆破不仅成缝效果好,提高帮面的平整度,半壁孔率有明显增加,围岩振动也有一定幅度的降低,同时为后续的帮体维护和稳定提供了更好的基础。