巷道掘进爆破炮孔堵塞长度的数值模拟研究

发布时间：2020-08-27 16:57

【摘要】：巷道掘进爆破炮孔的堵塞是巷道掘进爆破中的一个极为重要的环节,而在实际的工程中,由于工人施工不规范与地质条件所限等等原因,导致了实际的爆破作业操作当中会产生不必要的危险,工程中也难免会产生误差,轻则造成经济的损失,重则威胁到人生安全。而在实际的工程中,往往是通过经验公式来确定其填塞长度,无法达到巷道掘进爆破应该有的进尺,围岩平整度也无法保证,导致巷道掘进无法按期完工。而巷道维护的好坏,直接系于生产如期完成与作业安全地进行。爆破掘进是井工采矿较常见,且较省钱的开挖手段。本文针对巷道掘进的掏槽眼,辅助眼以及周边眼应用理论理算和数值模拟求解分析模拟最优堵塞长度并且应用于现场实践。全面阐述掘进机和炸药爆破开挖的不同作用方法和优劣差异,以岩体性质、工程成本、完工时效几大指标,说明爆破掘进最近几十在年采矿工程中继续存在的现实情况。分析岩体破坏原理和岩体失稳的几大模型。计算掏槽孔、辅助孔、周边孔三大主要类型巷道掘进爆破种类孔的堵塞长度。结合前人已有研究成果,设置计算模型,得出掏槽孔与辅助孔的合理堵塞长度。由于现场周边孔光爆的要求较高,单独计算模拟周边光爆与孔间距的关系。计算机模拟方面,以LS—DYNA为依托,讨论计算机结合有限元的应用合理性,用LS—DYNA对掏槽孔,辅助孔合理堵塞长度进行数值分析,并单独对周边光爆堵塞长度数值分析计算。截出各个爆破时间点具体应力状态图像,得出爆破的最后成型效果,分析堵塞长度计算的合理性。计算机结合有限元分析计算,指导现场爆破掘进破岩。在传统的能量密度法支撑下,应用适合巷道掘进的改进的能量密度法计算出掏槽孔和辅助孔孔深分别为2.2m和2m时,最佳的堵塞长度分别为0.4m和0.56m;并单独计算周边眼最优堵塞长度,得出周边光面爆破堵塞长度约为孔间距的百分之五十五,对巷道爆破三大种类孔进行数值模拟分析计算,并应用于现场实际工程,得出合理的结论,证明研究工作在现场的可行性。
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD263.31
【图文】：

区域图,区域,裂隙区,区域半径

上文提到的裂隙区外围的时候，炸药爆炸产理论无法让岩体发生失稳破碎，发生微小的继续向前进行传播，最终慢慢变为零直到显示出来，这部分能量是炸药当初蕴含能振动这个区域半径较大。本文重点放在压碎算：半径(m )；密度(3mkg)。

应力波,岩体,炸药,爆破破坏

图 2.4 岩体中应力波的变化图巷道省时省力经济，技术上有历史且相对经济成本低和效率还高，优点突出，研究炸药开挖爆破有其实际意义。在可行性论证之炸药爆破破坏巷道围岩的几大理论和研究方法，形成基本理论，塞机制以及堵塞长度值具体计算奠定基础。

填塞材料,质点加速度,自由面

内蒙古科技大学硕士学位论文3爆破炮孔堵塞机制分析3.1 炮孔填塞增大岩体应力及应力作用时间炮孔堵塞设计良好，炸药产生的冲击波等气体作用时间与持续的力度就会变得很大，这样一来巷道爆破围岩范围即会加大，爆破工程中用最少的炸药实现设计的爆破效果将是最好的。综合前人研究成果，相当一部分专家通过大量试验做了很多炮孔堵塞长度的理论研究，爆破确实也构成了较好的既定目标。邓君华研究小组在水泥为材质的台阶上面来试验爆破效果，检查临空面处的爆破效果与上面质点的具体物理参数，包括速度，加速度，位移等。最终描述出以下图像如图 3.1、图 3.2。

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