深孔预裂爆破弱化煤层夹矸相似模拟试验研究

发布时间：2017-10-30 20:25

  本文关键词：深孔预裂爆破弱化煤层夹矸相似模拟试验研究

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【摘要】：本文通过对岩石力学、爆炸力学、实验力学以及相似模拟基础理论的研究,利用深孔预裂爆破机理、相似模拟试验两个方面,针对深孔预裂爆破弱化煤层夹矸技术进行了研究和分析。首先,对深孔预裂爆破弱化煤层中坚硬夹矸层的研究现状进行了概括性的介绍,通过对爆破破碎原理、相邻两炮孔齐发爆破原理、相邻两炮孔间隔爆破原理、深孔预裂爆破破坏作用以及装药量计算基本原理和方法等进行了理论分析与研究,得出了爆破的全过程以及深孔预裂爆破的作用等,并通过计算设计出合理的试验爆破参数,为深孔预裂爆破相似模拟试验提供了理论上的支持。再利用实验力学和相似模拟试验,以山东华恒矿业集团13煤层含夹矸薄煤层为研究对象进行相似模拟试验,利用材料配比试验准确的再现了现场的实际岩层分布情况；模拟了深孔预裂爆破在弱化工作面煤层中坚硬夹矸层的动态过程,对深孔预裂爆破技术在同种煤岩层中采用不同的布孔方式、不同孔间距以及不同起爆方式下弱化煤层夹矸的效果进行了相似模拟试验,测出了比较准确的应力应变以及电阻率变化的数据,观察了夹矸层破碎的效果。
【关键词】：深孔预裂爆破 夹矸 相似模拟试验
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD821;TD235.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 引言11-12
• 1 绪论12-17
• 1.1 概述12
• 1.2 矿井的概况12-13
• 1.3 相似模拟工作面概况13-14
• 1.3.1 煤层情况13
• 1.3.2 煤层顶底板状况13-14
• 1.3.3 地质构造14
• 1.4 深孔预裂爆破技术研究现状14-15
• 1.5 相似模拟试验研究现状15
• 1.6 目前存在的主要问题15-16
• 1.7 本文研究的目的16
• 1.8 本文的研究内容及方法16-17
• 2 爆破基本原理17-33
• 2.1 爆破破碎原理17-18
• 2.1.1 爆破破坏作用的基本观点17-18
• 2.1.2 爆破过程分析18
• 2.2 相邻两炮孔齐发爆破原理18-20
• 2.3 相邻两炮孔间隔爆破原理20-21
• 2.4 深孔预裂爆破破坏作用分析21-26
• 2.4.1 粉碎圈的形成21-23
• 2.4.2 裂隙圈的形成23-25
• 2.4.3 震动圈的形成25-26
• 2.5 夹矸裂隙类型26
• 2.6 夹矸裂隙的形成过程26-27
• 2.7 装药量计算的基本原理和方法27-32
• 2.7.1 体积法27-28
• 2.7.2 经验公式法28-29
• 2.7.3 炮孔深度29
• 2.7.4 最小抵抗线29-30
• 2.7.5 炮孔密集系数30
• 2.7.6 炮孔间距30-31
• 2.7.7 炮孔直径31
• 2.7.8 封孔工艺31-32
• 2.8 本章小结32-33
• 3 相似模拟材料配比试验33-39
• 3.1 夹矸的来源33
• 3.2 材料配比方案的确定33-38
• 3.2.1 试验仪器设备34
• 3.2.2 材料配比试验34-36
• 3.2.3 材料参数测试36-37
• 3.2.4 试验结果与分析37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 4 深孔预裂爆破弱化煤层夹矸相似模拟试验系统39-51
• 4.1 试验方案设计39
• 4.2 试验设备的设计39-40
• 4.3 试验加载系统40-41
• 4.3.1 应力加载设备40
• 4.3.2 相似准则40-41
• 4.3.3 模型力学加载分析41
• 4.4 测试系统设计41-47
• 4.4.1 夹矸层的测量系统41-45
• 4.4.2 超动态应变测试系统45-47
• 4.4.3 电阻率测试47
• 4.5 相似模拟实验过程47-50
• 4.5.1 材料铺设47-48
• 4.5.2 试验参数48-50
• 4.6 本章小结50-51
• 5 相似模拟试验数据分析51-65
• 5.1 应力应变51-52
• 5.2 试验1：孔间距200mm上下交错式布孔方式试验结果及数据分析52-54
• 5.3 试验2：孔间距300mm上下交错式布孔方式试验结果及数据分析54-57
• 5.4 试验3：孔间距200mm采用爆破孔连线方向平行于夹矸层的布孔方式试验结果及数据分析57-60
• 5.5 试验4：孔间距200mm上下交错式布孔方式,采用间隔起爆的试验结果及数据分析60-64
• 5.6 实验数据对比分析64
• 5.7 本章总结64-65
• 6 结论与展望65-66
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69
• 作者简介及读研期间主要科研成果69

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