本文關(guān)鍵詞：基于UDEC煤體深孔預(yù)裂控制爆破的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦中瓦斯突出與瓦斯爆炸是危害礦業(yè)生產(chǎn)的“殺手”,深孔預(yù)裂爆破技術(shù)在瓦斯抽采中應(yīng)用廣泛,但其機理目前尚未有統(tǒng)一的認(rèn)識。本文利用二維離散元軟件中的fish語言建立了UDEC (Universal Distinct Element Code)巖體爆破模型,數(shù)值模擬計算了距爆源不同距離處巖體質(zhì)點爆炸應(yīng)力波的變化規(guī)律。數(shù)值模擬與理論推導(dǎo)結(jié)果表明：用二維離散元軟件UDEC計算得到的巖體中爆炸應(yīng)力波衰減規(guī)律與理論公式計算結(jié)果基本符合,誤差在爆破工程應(yīng)用許可的范圍之內(nèi),因此UDEC適合用于數(shù)值模擬爆炸荷載下巖體的動態(tài)響應(yīng)。驗證了UDEC動力模塊在爆炸計算中的有效性。 通過GENERATE命令劃分有限差分網(wǎng)格,BOUNDARY xvisc和BOUNDARY yvisc設(shè)置邊界條件,DAMP命令確定Rayleigh阻尼參數(shù)中的最小中心頻率和最小臨界阻尼比,選用高斯脈沖函數(shù)作為動力激勵輸入爆炸動力荷載,利用fish語言定義煤體爆破損傷本構(gòu)模型,建立了UDEC煤體深孔預(yù)裂控制爆破損傷模型,得出以下結(jié)論： 1、數(shù)值計算表明煤體中爆炸應(yīng)力波隨徑向裂隙的擴展而呈非線性衰減規(guī)律,通過曲線回歸求得煤體中爆炸應(yīng)力波符合指數(shù)衰減規(guī)律P_m=11.25e-r/0.95+90.58e-r/0.1+1.14在距炮孔中心1m范圍內(nèi)衰減速度最快,在距炮孔中心1-4m范圍內(nèi),衰減速度變慢,在距炮孔中心4m以外衰減速度趨于穩(wěn)定。 2、煤體損傷破壞在5.11ms時間內(nèi)完成,在此之后煤體內(nèi)雖仍有應(yīng)力產(chǎn)生,但應(yīng)力不足以導(dǎo)致煤體損傷,主要爆破作用已結(jié)束,損傷區(qū)最大半徑為3m。 3、通過計算最優(yōu)炮孔間距為6m,當(dāng)炮孔間距為6m時,預(yù)裂爆破增加煤層中裂隙密度,炮孔之間裂隙貫通,增加瓦斯抽采通道,增大煤層透氣性,進而提高煤層瓦斯抽采率。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)值模擬 離散元 UDDEC 深孔預(yù)裂控制爆破 爆炸應(yīng)力波
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TD712.6;TD235
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-15
• 1.1 研究背景及研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內(nèi)外有關(guān)煤體深孔預(yù)裂控制爆破的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 離散單元法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 2 煤體的性質(zhì)15-23
• 2.1 煤體的結(jié)構(gòu)特性15-16
• 2.1.1 煤體的宏觀結(jié)構(gòu)和構(gòu)造15
• 2.1.2 煤體的顯微結(jié)構(gòu)和構(gòu)造15-16
• 2.2 煤體的物理性質(zhì)16-17
• 2.3 煤體的力學(xué)性質(zhì)17-21
• 2.3.1 煤體單軸壓縮和拉伸條件下的力學(xué)性質(zhì)18-20
• 2.3.2 煤體三軸壓縮條件下的力學(xué)性質(zhì)20-21
• 2.3.3 煤體的波速21
• 2.4 本章小結(jié)21-23
• 3 煤體中爆炸應(yīng)力波傳播規(guī)律研究23-33
• 3.1 炸藥的爆轟23-24
• 3.2 煤體中的爆炸作用探析24-25
• 3.3 煤體中的爆炸應(yīng)力波25-31
• 3.3.1 爆炸應(yīng)力波概念和分類25-27
• 3.3.2 爆炸應(yīng)力波傳播的基本方程27-28
• 3.3.3 爆炸應(yīng)力波在半無限煤體介質(zhì)中的傳播規(guī)律28-29
• 3.3.4 爆炸應(yīng)力波在結(jié)構(gòu)面處的傳播特點29-30
• 3.3.5 爆炸應(yīng)力波在自由面處的傳播特點30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-33
• 4 離散單元法基本原理33-41
• 4.1 運動方程33-36
• 4.2 動量和能量守恒36
• 4.3 力與位移的關(guān)系36-38
• 4.4 機械阻尼38
• 4.5 本章小結(jié)38-41
• 5 煤體深孔預(yù)裂控制爆破數(shù)值模擬研究41-61
• 5.1 離散單元法UDEC動力模塊有效性驗證41-50
• 5.1.1 巖體中爆炸應(yīng)力波衰減規(guī)律的理論分析41-43
• 5.1.2 數(shù)值模擬43-48
• 5.1.3 結(jié)果對比分析48-50
• 5.2 煤體深孔預(yù)裂控制爆破數(shù)值模擬50-53
• 5.2.1 數(shù)值模型的建立52-53
• 5.3 計算結(jié)果與分析53-59
• 5.3.1 爆炸應(yīng)力波在煤體中衰減規(guī)律53-56
• 5.3.2 煤體深孔預(yù)裂控制爆破損傷區(qū)擴展過程56-59
• 5.4 本章小結(jié)59-61
• 6 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61
• 6.2 本文的創(chuàng)新之處61
• 6.3 展望61-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-69
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果69

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于UDEC煤體深孔預(yù)裂控制爆破的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：343960