低透氣性煤層切槽控制爆破損傷機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 18:41
深孔預(yù)裂控制爆破技術(shù)能夠促進(jìn)煤層裂隙的擴(kuò)展與增多,進(jìn)而加速實(shí)現(xiàn)瓦斯增透,因此是治理煤與瓦斯突出的重要手段。而切槽控制爆破能夠使煤巖體沿著特定的方向斷裂,裂紋的方向性較好,在煤層瓦斯增透中產(chǎn)生的效果十分顯著。當(dāng)前很多學(xué)者對(duì)于控制孔定向爆破致裂的研究較多,但是對(duì)于切槽定向控制爆破裂隙的擴(kuò)展研究較少。因此本文將通過實(shí)驗(yàn)室相似模擬試驗(yàn)和數(shù)值模擬,對(duì)切槽控制爆破和普通控制爆破進(jìn)行對(duì)比分析,最后分析切槽控制爆破和普通控制爆破兩種狀態(tài)下的主裂紋方向和非主裂紋方向的裂隙發(fā)育和應(yīng)變情況,以此為切槽爆破技術(shù)參數(shù)提供相關(guān)理論依據(jù)。本文主要是基于兩種不同爆破孔形狀的控制爆破,探究切槽控制爆破的應(yīng)力損傷狀態(tài);谏羁最A(yù)裂爆破現(xiàn)狀和切槽爆破現(xiàn)狀,對(duì)當(dāng)前低透氣性煤層瓦斯增透的方法進(jìn)行了羅列,同時(shí)對(duì)切槽縫的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析和闡述,針對(duì)前人的研究成果進(jìn)行了歸納,得到了最佳切槽縫參數(shù)。之后通過相似配比試驗(yàn),由配比試驗(yàn)結(jié)果確定了頂板、煤層、底板的各部分配比,進(jìn)而設(shè)計(jì)了相似模型試驗(yàn),基于爆破試驗(yàn)所得的裂隙、超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀所測數(shù)據(jù)和ANSYS/LS-DYNA對(duì)切槽控制爆破模型和普通控制爆破模型進(jìn)行的模擬計(jì)算,得出了控制孔方向、...
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
型切槽孔Fig.2V-shapednotchedhole
特別是縫槽端部周圍能夠產(chǎn)生大量的裂紋[32-后所形成的爆生氣體會(huì)緊隨應(yīng)力波之后產(chǎn)生轟氣體沿著切槽縫的方向以準(zhǔn)靜態(tài)壓力對(duì)前展表現(xiàn)為連續(xù)性,炮孔中的靜態(tài)壓力不斷下石中的抗拉強(qiáng)度低,則裂紋停止擴(kuò)展。壓力的衰減公式:dkxPPe20 = x>r 示的是炮孔壁處的準(zhǔn)靜態(tài)氣體壓力,k 表示寬度,r 是炮孔半徑,P是橫坐標(biāo) x 處的爆生以對(duì)爆生氣體在裂紋尖端處的擴(kuò)展起到促進(jìn)有爆生氣體的準(zhǔn)靜態(tài)壓力,那么就能得到炮[36]。下圖 3 為選取巖體的準(zhǔn)靜態(tài)壓力的四分
KPseadkxIπ20 =在橫坐標(biāo)處裂紋受爆生氣體作用的面積。紋為張開型的裂紋,同時(shí)由于水平方向受到氣積近似可以表示為 d 2為半徑的圓面積,于是有παdkxIedKP222302 = 題上的張開型裂紋,有斷裂準(zhǔn)則為:IICK = K中,ICK 表示的是斷裂韌性,如果應(yīng)力強(qiáng)度因發(fā)生擴(kuò)展。學(xué)中的平面應(yīng)變理論,搭建二維平面模型,設(shè)為1α 、2α 與此相對(duì)應(yīng)的裂紋可以表示為1N 、N
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于損傷機(jī)制的切槽控制爆破特性研究[J]. 祝云華,徐小鵬. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(S2)
[2]基于XFEM的切槽炮孔定向斷裂爆破數(shù)值模擬[J]. 李清,郭洋,張壘志,徐文龍,張江雨,常旭. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(13)
[3]煤層預(yù)裂爆破應(yīng)力波傳播規(guī)律及增透機(jī)理模擬研究[J]. 徐向宇,姚邦華,魏建平,王登科,王云剛. 爆破. 2016(02)
[4]定向斷裂控制爆破爆生裂紋擴(kuò)展機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 岳中文,郭洋,許鵬,王茜,趙靜怡. 工程力學(xué). 2016(02)
[5]切槽孔爆炸載荷下裂紋擴(kuò)展行為的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 岳中文,郭洋,王煦. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]定向斷裂控制爆破的空孔效應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析[J]. 岳中文,郭洋,許鵬,王煦,宋耀. 爆炸與沖擊. 2015(03)
[7]立井大直徑中空孔直眼掏槽爆炸應(yīng)力場數(shù)值模擬分析與應(yīng)用[J]. 汪海波,宗琦,趙要才. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(S1)
[8]水射流切槽定向聚能爆破模型及數(shù)值模擬研究[J]. 康勇,鄭丹丹,粟登峰,顏秉源,李東洋,王曉川. 振動(dòng)與沖擊. 2015(09)
[9]煤層深孔預(yù)裂爆破耦合裝藥系數(shù)對(duì)爆生應(yīng)力波能量的影響研究[J]. 蔡峰,劉澤功. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[10]深孔預(yù)裂爆破在深井高瓦斯低透氣性煤層瓦斯抽采中的應(yīng)用[J]. 劉健,劉澤功,高魁,周偉. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2014(05)
博士論文
[1]聚能爆破煤體增透及裂隙生成機(jī)理研究[D]. 呂鵬飛.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2014
[2]煤與瓦斯突出區(qū)域危險(xiǎn)性的直流電法響應(yīng)及應(yīng)用研究[D]. 陳鵬.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[3]煤體爆破作用機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 褚懷保.河南理工大學(xué) 2011
[4]煤層深孔預(yù)裂爆破裂隙擴(kuò)展機(jī)理與應(yīng)用研究[D]. 王志亮.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2010
[5]高瓦斯低透氣性煤層深孔預(yù)裂爆破強(qiáng)化增透效應(yīng)研究[D]. 蔡峰.安徽理工大學(xué) 2009
[6]低透氣煤層深孔預(yù)裂爆破增透技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 劉健.安徽理工大學(xué) 2008
[7]螺旋切槽孔松動(dòng)爆破力學(xué)機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 鄭周練.重慶大學(xué) 2003
碩士論文
[1]不同耦合系數(shù)及孔間距對(duì)煤層爆生裂隙擴(kuò)展影響的試驗(yàn)研究[D]. 李漢坤.安徽理工大學(xué) 2018
[2]水介質(zhì)耦合裝藥爆破增透試驗(yàn)研究[D]. 趙文豪.安徽理工大學(xué) 2016
[3]裂隙巖體射流切槽爆破數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李東洋.重慶大學(xué) 2016
[4]大黃山煤礦綜放面瓦斯鉆孔抽采技術(shù)及評(píng)判研究[D]. 韓升.太原理工大學(xué) 2015
[5]不同狀態(tài)的二氧化碳對(duì)煤層氣的驅(qū)替研究[D]. 周昱坤.太原理工大學(xué) 2015
[6]煤巖體水力致裂的合理泵注時(shí)間研究[D]. 蔣穩(wěn)成.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[7]切槽定向斷裂控制爆破機(jī)理的動(dòng)光彈研究[D]. 吳春平.武漢科技大學(xué) 2006
[8]V形刻槽爆破動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[D]. 張玥.武漢理工大學(xué) 2006
[9]刻槽控制爆破有限元數(shù)值模擬[D]. 徐海清.武漢理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3024363
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
型切槽孔Fig.2V-shapednotchedhole
特別是縫槽端部周圍能夠產(chǎn)生大量的裂紋[32-后所形成的爆生氣體會(huì)緊隨應(yīng)力波之后產(chǎn)生轟氣體沿著切槽縫的方向以準(zhǔn)靜態(tài)壓力對(duì)前展表現(xiàn)為連續(xù)性,炮孔中的靜態(tài)壓力不斷下石中的抗拉強(qiáng)度低,則裂紋停止擴(kuò)展。壓力的衰減公式:dkxPPe20 = x>r 示的是炮孔壁處的準(zhǔn)靜態(tài)氣體壓力,k 表示寬度,r 是炮孔半徑,P是橫坐標(biāo) x 處的爆生以對(duì)爆生氣體在裂紋尖端處的擴(kuò)展起到促進(jìn)有爆生氣體的準(zhǔn)靜態(tài)壓力,那么就能得到炮[36]。下圖 3 為選取巖體的準(zhǔn)靜態(tài)壓力的四分
KPseadkxIπ20 =在橫坐標(biāo)處裂紋受爆生氣體作用的面積。紋為張開型的裂紋,同時(shí)由于水平方向受到氣積近似可以表示為 d 2為半徑的圓面積,于是有παdkxIedKP222302 = 題上的張開型裂紋,有斷裂準(zhǔn)則為:IICK = K中,ICK 表示的是斷裂韌性,如果應(yīng)力強(qiáng)度因發(fā)生擴(kuò)展。學(xué)中的平面應(yīng)變理論,搭建二維平面模型,設(shè)為1α 、2α 與此相對(duì)應(yīng)的裂紋可以表示為1N 、N
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于損傷機(jī)制的切槽控制爆破特性研究[J]. 祝云華,徐小鵬. 煤炭學(xué)報(bào). 2017(S2)
[2]基于XFEM的切槽炮孔定向斷裂爆破數(shù)值模擬[J]. 李清,郭洋,張壘志,徐文龍,張江雨,常旭. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(13)
[3]煤層預(yù)裂爆破應(yīng)力波傳播規(guī)律及增透機(jī)理模擬研究[J]. 徐向宇,姚邦華,魏建平,王登科,王云剛. 爆破. 2016(02)
[4]定向斷裂控制爆破爆生裂紋擴(kuò)展機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 岳中文,郭洋,許鵬,王茜,趙靜怡. 工程力學(xué). 2016(02)
[5]切槽孔爆炸載荷下裂紋擴(kuò)展行為的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 岳中文,郭洋,王煦. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(10)
[6]定向斷裂控制爆破的空孔效應(yīng)實(shí)驗(yàn)分析[J]. 岳中文,郭洋,許鵬,王煦,宋耀. 爆炸與沖擊. 2015(03)
[7]立井大直徑中空孔直眼掏槽爆炸應(yīng)力場數(shù)值模擬分析與應(yīng)用[J]. 汪海波,宗琦,趙要才. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2015(S1)
[8]水射流切槽定向聚能爆破模型及數(shù)值模擬研究[J]. 康勇,鄭丹丹,粟登峰,顏秉源,李東洋,王曉川. 振動(dòng)與沖擊. 2015(09)
[9]煤層深孔預(yù)裂爆破耦合裝藥系數(shù)對(duì)爆生應(yīng)力波能量的影響研究[J]. 蔡峰,劉澤功. 應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[10]深孔預(yù)裂爆破在深井高瓦斯低透氣性煤層瓦斯抽采中的應(yīng)用[J]. 劉健,劉澤功,高魁,周偉. 中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2014(05)
博士論文
[1]聚能爆破煤體增透及裂隙生成機(jī)理研究[D]. 呂鵬飛.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2014
[2]煤與瓦斯突出區(qū)域危險(xiǎn)性的直流電法響應(yīng)及應(yīng)用研究[D]. 陳鵬.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[3]煤體爆破作用機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 褚懷保.河南理工大學(xué) 2011
[4]煤層深孔預(yù)裂爆破裂隙擴(kuò)展機(jī)理與應(yīng)用研究[D]. 王志亮.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2010
[5]高瓦斯低透氣性煤層深孔預(yù)裂爆破強(qiáng)化增透效應(yīng)研究[D]. 蔡峰.安徽理工大學(xué) 2009
[6]低透氣煤層深孔預(yù)裂爆破增透技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 劉健.安徽理工大學(xué) 2008
[7]螺旋切槽孔松動(dòng)爆破力學(xué)機(jī)理及試驗(yàn)研究[D]. 鄭周練.重慶大學(xué) 2003
碩士論文
[1]不同耦合系數(shù)及孔間距對(duì)煤層爆生裂隙擴(kuò)展影響的試驗(yàn)研究[D]. 李漢坤.安徽理工大學(xué) 2018
[2]水介質(zhì)耦合裝藥爆破增透試驗(yàn)研究[D]. 趙文豪.安徽理工大學(xué) 2016
[3]裂隙巖體射流切槽爆破數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李東洋.重慶大學(xué) 2016
[4]大黃山煤礦綜放面瓦斯鉆孔抽采技術(shù)及評(píng)判研究[D]. 韓升.太原理工大學(xué) 2015
[5]不同狀態(tài)的二氧化碳對(duì)煤層氣的驅(qū)替研究[D]. 周昱坤.太原理工大學(xué) 2015
[6]煤巖體水力致裂的合理泵注時(shí)間研究[D]. 蔣穩(wěn)成.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[7]切槽定向斷裂控制爆破機(jī)理的動(dòng)光彈研究[D]. 吳春平.武漢科技大學(xué) 2006
[8]V形刻槽爆破動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬[D]. 張玥.武漢理工大學(xué) 2006
[9]刻槽控制爆破有限元數(shù)值模擬[D]. 徐海清.武漢理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):3024363
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