本文關(guān)鍵詞：底板穿層鉆孔預(yù)裂爆破煤層增透模擬試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤炭對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展具有十分重要的作用,但同時(shí)礦井瓦斯災(zāi)害也是中國(guó)煤礦安全的主要隱患。為了有效的防治瓦斯災(zāi)害,針對(duì)預(yù)裂爆破增透技術(shù),本文提出了底板穿層鉆孔預(yù)裂爆破煤層增透相似模擬試驗(yàn)的研究課題。穿層鉆孔預(yù)裂爆破相對(duì)于順層鉆孔預(yù)裂爆破更安全,更具有應(yīng)用前景,需要對(duì)其作進(jìn)一步的研究,特別是爆破對(duì)煤層頂?shù)装宓挠绊懜枳鬟M(jìn)一步的研究,對(duì)防治瓦斯災(zāi)害、保障礦井安全高效生產(chǎn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 首先,本文在爆炸力學(xué)、巖體力學(xué)、斷裂損傷力學(xué)等多門學(xué)科理論分析的基礎(chǔ)上,分析了本試驗(yàn)研究所涉及到的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,并通過對(duì)深孔預(yù)裂爆破增透機(jī)理研究現(xiàn)狀的歸納總結(jié),詳細(xì)分析了炸藥在爆破孔內(nèi)被引爆后,爆轟波、爆生氣體、煤層賦存瓦斯以及控制孔等在煤層預(yù)裂爆破增透中的作用和機(jī)理。 其次,分析總結(jié)了相似模擬理論。本試驗(yàn)為相似模擬試驗(yàn),為了確保相似模擬試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)工程實(shí)踐具有實(shí)際的指導(dǎo)意義,試驗(yàn)的相似模擬模型與工程實(shí)踐原型之間必須滿足相似理論的基本原理。 最后,依據(jù)淮南礦區(qū)C13-1煤層及其頂?shù)装鍘r層的實(shí)際條件,根據(jù)相似理論的基本原理,采用幾何比為30：1在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了相似模擬的試驗(yàn)系統(tǒng)。完成了相似模擬試驗(yàn)材料的配比試驗(yàn)并進(jìn)行了穿層鉆孔預(yù)裂爆破的相似模擬試驗(yàn),得出了適合本試驗(yàn)的相似材料的配比,及不同爆破情況下的爆破煤層裂隙的擴(kuò)展情況以及爆破作用對(duì)煤層頂?shù)装鍘r層的影響。基于超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀以及靜態(tài)應(yīng)變儀測(cè)得爆破前后煤巖層相關(guān)參數(shù)的變化,定性分析了爆破前后煤巖層應(yīng)力的變化規(guī)律,綜合分析了底板穿層鉆孔爆破對(duì)煤層增透效果的影響。 本文主要是通過對(duì)深孔預(yù)裂爆破增透機(jī)理以及相似理論的分析,采用相似模擬試驗(yàn)研究穿層爆破對(duì)增透及爆破煤層頂?shù)装宓挠绊?為工程實(shí)踐中深孔預(yù)裂爆破的參數(shù)設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)依據(jù),也為穿層鉆孔深孔預(yù)裂爆破理論的分析研究提供了試驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：穿層鉆孔 預(yù)裂爆破 相似模擬試驗(yàn) 煤層增透
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 瓦斯抽采研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 穿層鉆孔深孔預(yù)裂爆破研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 爆破相似模擬試驗(yàn)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 穿層鉆孔深孔預(yù)裂爆破目前具有的主要問題19
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容和方法19-20
• 1.7 本文主要技術(shù)路線20-22
• 2 深孔預(yù)裂爆破增透機(jī)理研究22-34
• 2.1 炸藥爆轟波22
• 2.2 爆破能量分析22-23
• 2.3 爆破應(yīng)力波作用23-24
• 2.4 控制孔作用機(jī)理24-25
• 2.5 爆生氣體作用機(jī)理25-27
• 2.6 煤層瓦斯壓力對(duì)裂隙擴(kuò)展作用27-28
• 2.7 深孔預(yù)裂爆破作用過程28-32
• 2.7.1 壓縮圈的生成及范圍28-31
• 2.7.2 裂隙圈的形成及范圍31-32
• 2.8 本章小結(jié)32-34
• 3 相似理論34-38
• 3.1 相似理論的基本概念34-35
• 3.2 相似模擬試驗(yàn)基本原理35-36
• 3.2.1 相似第一定理(相似定理)35-36
• 3.2.2 相似第二定(Π定理)36
• 3.2.3 相似第三定理(相似存在定理)36
• 3.3 巖石力學(xué)平面問題相似條件36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 相似模擬材料配比試驗(yàn)38-52
• 4.1 煤體的工程性質(zhì)38-41
• 4.1.1 煤體的物理性質(zhì)38-39
• 4.1.2 煤體的結(jié)構(gòu)特性39
• 4.1.3 煤體的力學(xué)特性39-40
• 4.1.4 煤體的波速40
• 4.1.5 煤體變形機(jī)制40-41
• 4.1.6 瓦斯吸附平衡特性41
• 4.2 煤體工程分類41-42
• 4.2.1 分類因素41-42
• 4.2.2 分類標(biāo)準(zhǔn)42
• 4.2.3 工程分類42
• 4.3 模擬材料選擇及配比試驗(yàn)42-50
• 4.3.1 模型相似比43
• 4.3.2 試驗(yàn)方案43
• 4.3.3 對(duì)相似材料的基本要求43-44
• 4.3.4 相似材料的分類44
• 4.3.5 試驗(yàn)儀器設(shè)備44-45
• 4.3.6 模擬材料配比試驗(yàn)45-47
• 4.3.7 參數(shù)測(cè)試47-48
• 4.3.8 試驗(yàn)結(jié)果與分析48-50
• 4.4 小結(jié)50-52
• 5 相似模擬試驗(yàn)52-82
• 5.1 相似模擬試驗(yàn)?zāi)康?/span>52
• 5.2 試驗(yàn)煤巖層地質(zhì)條件52
• 5.3 深孔預(yù)裂爆破相似模擬試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建52-60
• 5.3.1 試驗(yàn)裝置箱體的設(shè)計(jì)53
• 5.3.2 試驗(yàn)加載系統(tǒng)53-54
• 5.3.3 試驗(yàn)裝置監(jiān)控系統(tǒng)54-58
• 5.3.4 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)的布置58-60
• 5.4 主要爆破參數(shù)60-66
• 5.4.1 炮孔裝藥量60-62
• 5.4.2 炮眼深度62
• 5.4.3 最小抵抗線62-63
• 5.4.4 炮眼密集系數(shù)63-64
• 5.4.5 炮眼間距64
• 5.4.6 裝藥結(jié)構(gòu)及炮孔直徑64-65
• 5.4.7 炮孔封堵65-66
• 5.5 相似模擬試驗(yàn)的過程66-69
• 5.5.1 應(yīng)變磚的制作66
• 5.5.2 相似材料的填充及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布置66-67
• 5.5.3 炸藥的裝填67-69
• 5.6 相似模擬試驗(yàn)的結(jié)果與分析69-78
• 5.6.1 單爆破孔爆破效果分析69-72
• 5.6.2 爆破孔控制孔同時(shí)存在時(shí)爆破效果分析72-75
• 5.6.3 兩爆破孔爆破效果分析75-78
• 5.7 本章小結(jié)78-82
• 6 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 主要結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-90
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果90

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：346244