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
发布时间：2021-03-25 09:32
深孔预裂控制爆破技术可增加煤层裂隙、提高煤层透气性,是有效防止煤与瓦斯突出的技术措施之一。而装药结构是影响深孔预裂爆破效果的关键因素之一,现阶段大多数学者对于装药结构的研究内容,多集中于不耦合装药结构的裂隙形成机理、工程实践中爆破增透效果等方面。本文通过实验室试验和数值模拟,对不同耦合系数及孔间距对爆生裂隙扩展的影响进行了试验研究,得到了煤体爆破裂隙发育效果最佳的不耦合系数,并确定了在该系数条件下控制孔的设置范围,从而为深孔预裂爆破技术参数设计提供理论基础。本文首先对不同耦合装药条件下,爆炸对周围煤岩体介质的初始冲击压力、煤体介质的破坏区域进行了计算,分析了粉碎区和裂隙区的范围,建立了爆破作用下爆破孔与控制孔裂隙扩展力学模型,得到了控制孔和爆破孔裂隙扩展长度。而后进行了相似配比试验,并基于该试验配比结果设计了相似模型试验,通过分析爆破试件表面及内部形成的宏观裂隙及各试验测点处的应变,结合三维显示动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对上述试验条件下各模型的计算结果,从试验与数值模拟两个方面分析了各个试验条件对穿层钻孔煤体爆破裂隙发育的影响。根据相似配比试验,通过合理地调整各组分的配比,...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?２０１０－２０１６年瓦斯事故起数与总事故起数的柱状图??
，一（３）将制作好的试件放入ＳＨＢＹ－４０Ｂ型水泥砼恒温恒湿标准养６?（ｂ）所示。养护结束后，取出试件以备测试，如图６?（ｃ）所Ｓｋ??ａ将配比材料倒入模具?ｂ放入恒温箱保养?ｃ取出后打图６试件制作过程??Ｆｉｇ６?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｍａｋｉｎｇ?ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｓａｍｐｌｅ??对配比试件测试??文在配比试验过程测试中，采用ＲＭＴ－Ｉ５０Ｂ岩石力学试验系统得模拟材料的力学性质进行测试试验。由于其试验功能较为完备附件并配合计算机控制即可完成力学试验。该系统实物装置图Ｃ３ＺＱ??
３相似理论基础及相似材料配比试验???器包括：标准试块模具，其尺寸为直径５０ｍｍ，高１００ｍｍ、电子秤、搅拌桶、双??端面磨石机，ＳＨＢＹ－４０Ｂ型水泥砼恒温恒湿标准养护箱、ＲＭＴ－１５０Ｂ型力学试验??系统等。??试件制作过程如下：??（１）按照上述试验配比方案，用电子称称出由计算得到的材料重量，将各??种材料混合均匀，倒入模具后压实，如图６?（ａ）所示。??（２）将模具放置两天后，打开模具取出试件，静置凝固一段时间贴上标签。??（３）将制作好的试件放入ＳＨＢＹ－４０Ｂ型水泥砼恒温恒湿标准养护箱内养护，??如图６?（ｂ）所示。养护结束后，取出试件以备测试，如图６?（ｃ）所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同装药模式爆破载荷作用下煤层裂隙扩展特征试验研究[J]. 刘健,刘泽功,高魁,薛俊华,娄亚北. 岩石力学与工程学报. 2016(04)
[2]耦合装药特性对深孔预裂爆破应力波能量衰减的影响[J]. 蔡峰,刘泽功. 煤炭学报. 2014(S2)
[3]水不耦合装药对深孔预裂爆破应力波能量的影响[J]. 蔡峰,刘泽功. 中国安全生产科学技术. 2014(08)
[4]深孔爆破在综放开采坚硬顶煤预先弱化和瓦斯抽采中的应用[J]. 刘健,刘泽功,高魁,姜二龙. 岩石力学与工程学报. 2014(S1)
[5]煤体在爆炸荷载和地应力耦合作用下裂纹扩展的数值模拟[J]. 穆朝民,潘飞. 高压物理学报. 2013(03)
[6]不耦合装药结构对岩石爆破的影响[J]. 梁为民,LIU Hong-yuan,周丰峻. 北京理工大学学报. 2012(12)
[7]爆炸荷载作用下煤体裂纹扩展机理模型实验研究[J]. 穆朝民,齐娟. 振动与冲击. 2012(13)
[8]水介质不耦合装药爆破岩石破坏范围的研究和应用[J]. 宗琦,田立,汪海波. 爆破. 2012(02)
[9]穿层爆破各煤层动态应力分布与抽放效果探讨[J]. 龚敏,熊本良,王楚翰,王华. 岩石力学与工程学报. 2012(S1)
[10]煤体中爆炸应力波传播与衰减规律模拟实验研究[J]. 褚怀保,杨小林,侯爱军,余永强,梁为民. 爆炸与冲击. 2012(02)
硕士论文
[1]高吸附低透气性煤层掘进巷道瓦斯治理技术研究[D]. 侯松.安徽理工大学 2017
[2]底板穿层钻孔预裂爆破煤层增透模拟试验研究[D]. 王明重.安徽理工大学 2015
[3]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
[4]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
[5]深孔预裂爆破弱化煤层夹矸试验研究[D]. 潘泱波.安徽理工大学 2014
[6]深孔预裂爆破煤层增透相似模拟实验研究[D]. 陈磊.安徽理工大学 2014
[7]深孔预裂爆破穿层增透装药技术的实验研究[D]. 张凯.安徽理工大学 2014
[8]大黄山矿综放工作面风排瓦斯技术研究[D]. 杨雪.太原理工大学 2014
[9]煤体爆破作用数值模拟研究[D]. 李旺兴.河南理工大学 2010
[10]低透气性煤层穿层钻孔区域预抽瓦斯消突技术研究[D]. 余陶.安徽建筑工业学院 2010
本文编号：3099470
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?２０１０－２０１６年瓦斯事故起数与总事故起数的柱状图??
，一（３）将制作好的试件放入ＳＨＢＹ－４０Ｂ型水泥砼恒温恒湿标准养６?（ｂ）所示。养护结束后，取出试件以备测试，如图６?（ｃ）所Ｓｋ??ａ将配比材料倒入模具?ｂ放入恒温箱保养?ｃ取出后打图６试件制作过程??Ｆｉｇ６?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｍａｋｉｎｇ?ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｓａｍｐｌｅ??对配比试件测试??文在配比试验过程测试中，采用ＲＭＴ－Ｉ５０Ｂ岩石力学试验系统得模拟材料的力学性质进行测试试验。由于其试验功能较为完备附件并配合计算机控制即可完成力学试验。该系统实物装置图Ｃ３ＺＱ??
３相似理论基础及相似材料配比试验???器包括：标准试块模具，其尺寸为直径５０ｍｍ，高１００ｍｍ、电子秤、搅拌桶、双??端面磨石机，ＳＨＢＹ－４０Ｂ型水泥砼恒温恒湿标准养护箱、ＲＭＴ－１５０Ｂ型力学试验??系统等。??试件制作过程如下：??（１）按照上述试验配比方案，用电子称称出由计算得到的材料重量，将各??种材料混合均匀，倒入模具后压实，如图６?（ａ）所示。??（２）将模具放置两天后，打开模具取出试件，静置凝固一段时间贴上标签。??（３）将制作好的试件放入ＳＨＢＹ－４０Ｂ型水泥砼恒温恒湿标准养护箱内养护，??如图６?（ｂ）所示。养护结束后，取出试件以备测试，如图６?（ｃ）所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同装药模式爆破载荷作用下煤层裂隙扩展特征试验研究[J]. 刘健,刘泽功,高魁,薛俊华,娄亚北. 岩石力学与工程学报. 2016(04)
[2]耦合装药特性对深孔预裂爆破应力波能量衰减的影响[J]. 蔡峰,刘泽功. 煤炭学报. 2014(S2)
[3]水不耦合装药对深孔预裂爆破应力波能量的影响[J]. 蔡峰,刘泽功. 中国安全生产科学技术. 2014(08)
[4]深孔爆破在综放开采坚硬顶煤预先弱化和瓦斯抽采中的应用[J]. 刘健,刘泽功,高魁,姜二龙. 岩石力学与工程学报. 2014(S1)
[5]煤体在爆炸荷载和地应力耦合作用下裂纹扩展的数值模拟[J]. 穆朝民,潘飞. 高压物理学报. 2013(03)
[6]不耦合装药结构对岩石爆破的影响[J]. 梁为民,LIU Hong-yuan,周丰峻. 北京理工大学学报. 2012(12)
[7]爆炸荷载作用下煤体裂纹扩展机理模型实验研究[J]. 穆朝民,齐娟. 振动与冲击. 2012(13)
[8]水介质不耦合装药爆破岩石破坏范围的研究和应用[J]. 宗琦,田立,汪海波. 爆破. 2012(02)
[9]穿层爆破各煤层动态应力分布与抽放效果探讨[J]. 龚敏,熊本良,王楚翰,王华. 岩石力学与工程学报. 2012(S1)
[10]煤体中爆炸应力波传播与衰减规律模拟实验研究[J]. 褚怀保,杨小林,侯爱军,余永强,梁为民. 爆炸与冲击. 2012(02)
硕士论文
[1]高吸附低透气性煤层掘进巷道瓦斯治理技术研究[D]. 侯松.安徽理工大学 2017
[2]底板穿层钻孔预裂爆破煤层增透模拟试验研究[D]. 王明重.安徽理工大学 2015
[3]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
[4]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
[5]深孔预裂爆破弱化煤层夹矸试验研究[D]. 潘泱波.安徽理工大学 2014
[6]深孔预裂爆破煤层增透相似模拟实验研究[D]. 陈磊.安徽理工大学 2014
[7]深孔预裂爆破穿层增透装药技术的实验研究[D]. 张凯.安徽理工大学 2014
[8]大黄山矿综放工作面风排瓦斯技术研究[D]. 杨雪.太原理工大学 2014
[9]煤体爆破作用数值模拟研究[D]. 李旺兴.河南理工大学 2010
[10]低透气性煤层穿层钻孔区域预抽瓦斯消突技术研究[D]. 余陶.安徽建筑工业学院 2010
本文编号：3099470
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3099470.html
