低透气性煤层切槽控制爆破损伤机制研究
发布时间：2021-02-08 18:41
深孔预裂控制爆破技术能够促进煤层裂隙的扩展与增多,进而加速实现瓦斯增透,因此是治理煤与瓦斯突出的重要手段。而切槽控制爆破能够使煤岩体沿着特定的方向断裂,裂纹的方向性较好,在煤层瓦斯增透中产生的效果十分显著。当前很多学者对于控制孔定向爆破致裂的研究较多,但是对于切槽定向控制爆破裂隙的扩展研究较少。因此本文将通过实验室相似模拟试验和数值模拟,对切槽控制爆破和普通控制爆破进行对比分析,最后分析切槽控制爆破和普通控制爆破两种状态下的主裂纹方向和非主裂纹方向的裂隙发育和应变情况,以此为切槽爆破技术参数提供相关理论依据。本文主要是基于两种不同爆破孔形状的控制爆破,探究切槽控制爆破的应力损伤状态。基于深孔预裂爆破现状和切槽爆破现状,对当前低透气性煤层瓦斯增透的方法进行了罗列,同时对切槽缝的相关参数进行了分析和阐述,针对前人的研究成果进行了归纳,得到了最佳切槽缝参数。之后通过相似配比试验,由配比试验结果确定了顶板、煤层、底板的各部分配比,进而设计了相似模型试验,基于爆破试验所得的裂隙、超动态应变仪所测数据和ANSYS/LS-DYNA对切槽控制爆破模型和普通控制爆破模型进行的模拟计算,得出了控制孔方向、...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
型切槽孔Fig.2V-shapednotchedhole
特别是缝槽端部周围能够产生大量的裂纹[32-后所形成的爆生气体会紧随应力波之后产生轰气体沿着切槽缝的方向以准静态压力对前展表现为连续性，炮孔中的静态压力不断下石中的抗拉强度低，则裂纹停止扩展。压力的衰减公式：dkxPPe20 = x>r 示的是炮孔壁处的准静态气体压力，k 表示宽度，r 是炮孔半径，P是横坐标 x 处的爆生以对爆生气体在裂纹尖端处的扩展起到促进有爆生气体的准静态压力，那么就能得到炮[36]。下图 3 为选取岩体的准静态压力的四分
KPseadkxIπ20 =在横坐标处裂纹受爆生气体作用的面积。纹为张开型的裂纹，同时由于水平方向受到气积近似可以表示为 d 2为半径的圆面积，于是有παdkxIedKP222302 = 题上的张开型裂纹，有断裂准则为：IICK = K中，ICK 表示的是断裂韧性，如果应力强度因发生扩展。学中的平面应变理论，搭建二维平面模型，设为1α 、2α 与此相对应的裂纹可以表示为1N 、N
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于损伤机制的切槽控制爆破特性研究[J]. 祝云华,徐小鹏. 煤炭学报. 2017(S2)
[2]基于XFEM的切槽炮孔定向断裂爆破数值模拟[J]. 李清,郭洋,张垒志,徐文龙,张江雨,常旭. 科技导报. 2016(13)
[3]煤层预裂爆破应力波传播规律及增透机理模拟研究[J]. 徐向宇,姚邦华,魏建平,王登科,王云刚. 爆破. 2016(02)
[4]定向断裂控制爆破爆生裂纹扩展机理的实验研究[J]. 岳中文,郭洋,许鹏,王茜,赵静怡. 工程力学. 2016(02)
[5]切槽孔爆炸载荷下裂纹扩展行为的实验研究[J]. 岳中文,郭洋,王煦. 岩石力学与工程学报. 2015(10)
[6]定向断裂控制爆破的空孔效应实验分析[J]. 岳中文,郭洋,许鹏,王煦,宋耀. 爆炸与冲击. 2015(03)
[7]立井大直径中空孔直眼掏槽爆炸应力场数值模拟分析与应用[J]. 汪海波,宗琦,赵要才. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[8]水射流切槽定向聚能爆破模型及数值模拟研究[J]. 康勇,郑丹丹,粟登峰,颜秉源,李东洋,王晓川. 振动与冲击. 2015(09)
[9]煤层深孔预裂爆破耦合装药系数对爆生应力波能量的影响研究[J]. 蔡峰,刘泽功. 应用力学学报. 2014(03)
[10]深孔预裂爆破在深井高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采中的应用[J]. 刘健,刘泽功,高魁,周伟. 中国安全生产科学技术. 2014(05)
博士论文
[1]聚能爆破煤体增透及裂隙生成机理研究[D]. 吕鹏飞.中国矿业大学（北京） 2014
[2]煤与瓦斯突出区域危险性的直流电法响应及应用研究[D]. 陈鹏.中国矿业大学 2013
[3]煤体爆破作用机理及试验研究[D]. 褚怀保.河南理工大学 2011
[4]煤层深孔预裂爆破裂隙扩展机理与应用研究[D]. 王志亮.中国矿业大学（北京） 2010
[5]高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破强化增透效应研究[D]. 蔡峰.安徽理工大学 2009
[6]低透气煤层深孔预裂爆破增透技术研究及应用[D]. 刘健.安徽理工大学 2008
[7]螺旋切槽孔松动爆破力学机理及试验研究[D]. 郑周练.重庆大学 2003
硕士论文
[1]不同耦合系数及孔间距对煤层爆生裂隙扩展影响的试验研究[D]. 李汉坤.安徽理工大学 2018
[2]水介质耦合装药爆破增透试验研究[D]. 赵文豪.安徽理工大学 2016
[3]裂隙岩体射流切槽爆破数值模拟及实验研究[D]. 李东洋.重庆大学 2016
[4]大黄山煤矿综放面瓦斯钻孔抽采技术及评判研究[D]. 韩升.太原理工大学 2015
[5]不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究[D]. 周昱坤.太原理工大学 2015
[6]煤岩体水力致裂的合理泵注时间研究[D]. 蒋稳成.中国矿业大学 2015
[7]切槽定向断裂控制爆破机理的动光弹研究[D]. 吴春平.武汉科技大学 2006
[8]V形刻槽爆破动态数值模拟[D]. 张玥.武汉理工大学 2006
[9]刻槽控制爆破有限元数值模拟[D]. 徐海清.武汉理工大学 2004
本文编号：3024363
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
型切槽孔Fig.2V-shapednotchedhole
特别是缝槽端部周围能够产生大量的裂纹[32-后所形成的爆生气体会紧随应力波之后产生轰气体沿着切槽缝的方向以准静态压力对前展表现为连续性，炮孔中的静态压力不断下石中的抗拉强度低，则裂纹停止扩展。压力的衰减公式：dkxPPe20 = x>r 示的是炮孔壁处的准静态气体压力，k 表示宽度，r 是炮孔半径，P是横坐标 x 处的爆生以对爆生气体在裂纹尖端处的扩展起到促进有爆生气体的准静态压力，那么就能得到炮[36]。下图 3 为选取岩体的准静态压力的四分
KPseadkxIπ20 =在横坐标处裂纹受爆生气体作用的面积。纹为张开型的裂纹，同时由于水平方向受到气积近似可以表示为 d 2为半径的圆面积，于是有παdkxIedKP222302 = 题上的张开型裂纹，有断裂准则为：IICK = K中，ICK 表示的是断裂韧性，如果应力强度因发生扩展。学中的平面应变理论，搭建二维平面模型，设为1α 、2α 与此相对应的裂纹可以表示为1N 、N
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于损伤机制的切槽控制爆破特性研究[J]. 祝云华,徐小鹏. 煤炭学报. 2017(S2)
[2]基于XFEM的切槽炮孔定向断裂爆破数值模拟[J]. 李清,郭洋,张垒志,徐文龙,张江雨,常旭. 科技导报. 2016(13)
[3]煤层预裂爆破应力波传播规律及增透机理模拟研究[J]. 徐向宇,姚邦华,魏建平,王登科,王云刚. 爆破. 2016(02)
[4]定向断裂控制爆破爆生裂纹扩展机理的实验研究[J]. 岳中文,郭洋,许鹏,王茜,赵静怡. 工程力学. 2016(02)
[5]切槽孔爆炸载荷下裂纹扩展行为的实验研究[J]. 岳中文,郭洋,王煦. 岩石力学与工程学报. 2015(10)
[6]定向断裂控制爆破的空孔效应实验分析[J]. 岳中文,郭洋,许鹏,王煦,宋耀. 爆炸与冲击. 2015(03)
[7]立井大直径中空孔直眼掏槽爆炸应力场数值模拟分析与应用[J]. 汪海波,宗琦,赵要才. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[8]水射流切槽定向聚能爆破模型及数值模拟研究[J]. 康勇,郑丹丹,粟登峰,颜秉源,李东洋,王晓川. 振动与冲击. 2015(09)
[9]煤层深孔预裂爆破耦合装药系数对爆生应力波能量的影响研究[J]. 蔡峰,刘泽功. 应用力学学报. 2014(03)
[10]深孔预裂爆破在深井高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采中的应用[J]. 刘健,刘泽功,高魁,周伟. 中国安全生产科学技术. 2014(05)
博士论文
[1]聚能爆破煤体增透及裂隙生成机理研究[D]. 吕鹏飞.中国矿业大学（北京） 2014
[2]煤与瓦斯突出区域危险性的直流电法响应及应用研究[D]. 陈鹏.中国矿业大学 2013
[3]煤体爆破作用机理及试验研究[D]. 褚怀保.河南理工大学 2011
[4]煤层深孔预裂爆破裂隙扩展机理与应用研究[D]. 王志亮.中国矿业大学（北京） 2010
[5]高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破强化增透效应研究[D]. 蔡峰.安徽理工大学 2009
[6]低透气煤层深孔预裂爆破增透技术研究及应用[D]. 刘健.安徽理工大学 2008
[7]螺旋切槽孔松动爆破力学机理及试验研究[D]. 郑周练.重庆大学 2003
硕士论文
[1]不同耦合系数及孔间距对煤层爆生裂隙扩展影响的试验研究[D]. 李汉坤.安徽理工大学 2018
[2]水介质耦合装药爆破增透试验研究[D]. 赵文豪.安徽理工大学 2016
[3]裂隙岩体射流切槽爆破数值模拟及实验研究[D]. 李东洋.重庆大学 2016
[4]大黄山煤矿综放面瓦斯钻孔抽采技术及评判研究[D]. 韩升.太原理工大学 2015
[5]不同状态的二氧化碳对煤层气的驱替研究[D]. 周昱坤.太原理工大学 2015
[6]煤岩体水力致裂的合理泵注时间研究[D]. 蒋稳成.中国矿业大学 2015
[7]切槽定向断裂控制爆破机理的动光弹研究[D]. 吴春平.武汉科技大学 2006
[8]V形刻槽爆破动态数值模拟[D]. 张玥.武汉理工大学 2006
[9]刻槽控制爆破有限元数值模拟[D]. 徐海清.武汉理工大学 2004
本文编号：3024363
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