基于ANSYS预裂爆破装药结构研究
发布时间：2021-07-13 16:44
在临近边坡的爆破中,预裂爆破技术使用较为频繁,应用范围广泛。但目前使用最普遍的预裂爆破装药技术是将小直径炸药卷捆扎到竹片上,导爆索位于两者之间,装药时通过改变药卷的间隔安放距离达到预裂爆破设计的预期线装药密度。存在装药效率较低、装药过程药包滑落现象严重以及难以实现不耦合装药等问题,导致孔壁破坏严重、预裂面形成效果不佳,严重影响了预裂爆破技术的推广应用。本文以预裂爆破装药结构技术为研究对象,分析了预裂爆破的作用过程的作用机理及应力变化,以不耦合装药和聚能装药的作用机理为基础,设计了双向轴对称聚能槽居中药管的装药方法,结合理论研究和数值模拟验证其优越性。试验分析对比了传统装药方式与本文设计的装药结构的物理强度、使用成本及装药效率。本文主要运用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,建立常规装药结构和该装药结构的三维单孔数值模型,对比不同结构的应力变化过程。建立切槽管装药三维双孔及四孔不同工况模型,分别分析炮孔直径、不耦合系数、炮孔间距对预裂爆破效果的影响,验证装置在预裂爆破过程中的优越性,并且确定较优参数。通过论文以上工作的进行,主要得到了以下有益的结论:该装置在在装药效益、经济效益...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的提出与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 预裂爆破研究现状
1.2.2 预裂爆破装药结构研究现状
1.2.3 爆炸问题数值模拟研究现状
1.3 研究的主要内容
第二章 预裂爆破机理研究及参数选取
2.1 岩石的爆破破碎机理
2.2 预裂爆破成缝机理
2.2.1 岩石成缝机理研究
2.2.2 成缝宽度研究
2.3 爆破时岩体中应力研究
2.3.1 孔壁初始冲击压力
2.3.2 岩体中的动态应力场
2.3.3 岩体中的准静态应力场
2.4 预裂爆破参数选取
2.5 本章小结
第三章 预裂爆破装药结构研究
3.1 爆破聚能装药作用原理
3.1.1 聚能爆破的原理
3.1.2 双向槽状聚能爆破装药
3.2 不耦合装药研究
3.2.1 不耦合装药结构概述
3.2.2 径向不耦合装药的破岩过程
3.3 轴对称聚能槽居中药管实验研究
3.3.1 药管的结构设计
3.3.2 装药结构实验对比分析
3.4 本章小结
第四章 切缝管不耦合装药结构数值模拟
4.1 运用计算机模拟爆炸作用过程的必要性
4.2 有限元软件选择
4.3 ANSYS/LS-DYNA软件简介
4.3.1 软件分析功能
4.3.2 材料模型与状态方程
4.3.3 前、后处理及求解步骤
4.4 有限元模型的建立与参数设置
4.4.1 预裂爆破单孔三维计算模型
4.4.2 预裂爆破不耦合装药两三维计算模型
4.5 本章小结
第五章 数值模拟结果分析
5.1 不同孔径单孔不耦合装药炮孔内压力分析
5.1.1 无管不耦合装药结构
5.1.2 切槽聚能管不耦合装药结构
5.2 常规药包装药与聚能切槽药包装药爆破效果比较
5.3 不同孔径双孔切槽装药预裂爆破成缝分析
5.4 不同孔距切槽管对预裂爆破效果分析
5.4.1 孔间距为10倍孔径爆破效果分析
5.4.2 孔间距为12倍孔径爆破效果分析
5.4.3 不同孔距爆破效果对比
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 应用前景
6.3 需要进一步研究的问题
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]朝阳露天煤矿端帮预裂爆破的研究[J]. 张国平. 露天采矿技术. 2014(01)
[2]深水岩石钻孔爆破连续与间隔装药爆破效果研究[J]. 秦入平,顾文彬,李裕春,陈亮. 工程爆破. 2013(Z1)
[3]超深孔一次和分段爆破成井技术试验[J]. 李廷春,刘洪强,张亮. 爆破. 2012(03)
[4]空气间隔与耦合装药混凝土爆破对比分析[J]. 吴亮,周勇,杨聃,段卫东,钟冬望. 武汉科技大学学报. 2012(03)
[5]孔底轴向水介质不耦合效应的数值模拟[J]. 钱立坤,林大能,刘医硕,龙专. 采矿技术. 2011(05)
[6]预裂爆破成缝机理及预裂孔间距的设计方法[J]. 陈庆凯,朱万成. 东北大学学报(自然科学版). 2011(07)
[7]空气间隔径向不耦合装药条件下柱状药包的破岩机理研究[J]. 谭元军,陈继府. 爆破. 2011(01)
[8]炮孔底部空气间隔装药结构爆破理论与模型试验[J]. 张志呈,熊文,吝曼卿. 露天采矿技术. 2011(01)
[9]空气与水介质不耦合装药爆破数值模拟[J]. 闫国斌,于亚伦. 工程爆破. 2009(04)
[10]煤岩定向断裂控制爆破数值模拟[J]. 杨仁树,姜琳琳,杨国梁,陈岗. 煤矿安全. 2009(07)
博士论文
[1]椭圆双极线型聚能药柱爆炸理论及预裂爆破技术研究[D]. 李必红.中南大学 2013
[2]切缝药包定向断裂爆破机理与应用研究[D]. 姜琳琳.中国矿业大学（北京） 2010
硕士论文
[1]空气间隔装药预裂爆破技术应用研究[D]. 苏微倩.武汉理工大学 2012
[2]空气间隔轴向不耦合装药预裂爆破数值模拟研究[D]. 孙丽.中南大学 2012
[3]井巷预裂光面爆破一端封闭聚能切缝管的设计与研究[D]. 代晓东.山东科技大学 2011
[4]金堆城露天矿预裂爆破装药方式优化研究[D]. 张喆.西安建筑科技大学 2010
[5]不耦合装药爆破数值模拟[D]. 徐炎明.河北理工大学 2009
[6]攀钢矿业公司朱矿南帮边坡爆破降震技术应用研究[D]. 罗宗禄.昆明理工大学 2007
[7]钢筋混凝土结构控制爆破拆除倒塌计算机模拟[D]. 李军.武汉科技大学 2007
[8]宽孔距预裂爆破在三板溪水电站建设中的试验研究[D]. 王晋.昆明理工大学 2006
[9]炮孔双介质不耦合装药断裂控制爆破理论研究与数值模拟[D]. 宇文惠鑫.太原理工大学 2006
[10]小湾水电站开挖中预裂爆破参数的优化研究[D]. 赵泉.武汉理工大学 2006
本文编号：3282426
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的提出与研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 预裂爆破研究现状
1.2.2 预裂爆破装药结构研究现状
1.2.3 爆炸问题数值模拟研究现状
1.3 研究的主要内容
第二章 预裂爆破机理研究及参数选取
2.1 岩石的爆破破碎机理
2.2 预裂爆破成缝机理
2.2.1 岩石成缝机理研究
2.2.2 成缝宽度研究
2.3 爆破时岩体中应力研究
2.3.1 孔壁初始冲击压力
2.3.2 岩体中的动态应力场
2.3.3 岩体中的准静态应力场
2.4 预裂爆破参数选取
2.5 本章小结
第三章 预裂爆破装药结构研究
3.1 爆破聚能装药作用原理
3.1.1 聚能爆破的原理
3.1.2 双向槽状聚能爆破装药
3.2 不耦合装药研究
3.2.1 不耦合装药结构概述
3.2.2 径向不耦合装药的破岩过程
3.3 轴对称聚能槽居中药管实验研究
3.3.1 药管的结构设计
3.3.2 装药结构实验对比分析
3.4 本章小结
第四章 切缝管不耦合装药结构数值模拟
4.1 运用计算机模拟爆炸作用过程的必要性
4.2 有限元软件选择
4.3 ANSYS/LS-DYNA软件简介
4.3.1 软件分析功能
4.3.2 材料模型与状态方程
4.3.3 前、后处理及求解步骤
4.4 有限元模型的建立与参数设置
4.4.1 预裂爆破单孔三维计算模型
4.4.2 预裂爆破不耦合装药两三维计算模型
4.5 本章小结
第五章 数值模拟结果分析
5.1 不同孔径单孔不耦合装药炮孔内压力分析
5.1.1 无管不耦合装药结构
5.1.2 切槽聚能管不耦合装药结构
5.2 常规药包装药与聚能切槽药包装药爆破效果比较
5.3 不同孔径双孔切槽装药预裂爆破成缝分析
5.4 不同孔距切槽管对预裂爆破效果分析
5.4.1 孔间距为10倍孔径爆破效果分析
5.4.2 孔间距为12倍孔径爆破效果分析
5.4.3 不同孔距爆破效果对比
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 应用前景
6.3 需要进一步研究的问题
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]朝阳露天煤矿端帮预裂爆破的研究[J]. 张国平. 露天采矿技术. 2014(01)
[2]深水岩石钻孔爆破连续与间隔装药爆破效果研究[J]. 秦入平,顾文彬,李裕春,陈亮. 工程爆破. 2013(Z1)
[3]超深孔一次和分段爆破成井技术试验[J]. 李廷春,刘洪强,张亮. 爆破. 2012(03)
[4]空气间隔与耦合装药混凝土爆破对比分析[J]. 吴亮,周勇,杨聃,段卫东,钟冬望. 武汉科技大学学报. 2012(03)
[5]孔底轴向水介质不耦合效应的数值模拟[J]. 钱立坤,林大能,刘医硕,龙专. 采矿技术. 2011(05)
[6]预裂爆破成缝机理及预裂孔间距的设计方法[J]. 陈庆凯,朱万成. 东北大学学报(自然科学版). 2011(07)
[7]空气间隔径向不耦合装药条件下柱状药包的破岩机理研究[J]. 谭元军,陈继府. 爆破. 2011(01)
[8]炮孔底部空气间隔装药结构爆破理论与模型试验[J]. 张志呈,熊文,吝曼卿. 露天采矿技术. 2011(01)
[9]空气与水介质不耦合装药爆破数值模拟[J]. 闫国斌,于亚伦. 工程爆破. 2009(04)
[10]煤岩定向断裂控制爆破数值模拟[J]. 杨仁树,姜琳琳,杨国梁,陈岗. 煤矿安全. 2009(07)
博士论文
[1]椭圆双极线型聚能药柱爆炸理论及预裂爆破技术研究[D]. 李必红.中南大学 2013
[2]切缝药包定向断裂爆破机理与应用研究[D]. 姜琳琳.中国矿业大学（北京） 2010
硕士论文
[1]空气间隔装药预裂爆破技术应用研究[D]. 苏微倩.武汉理工大学 2012
[2]空气间隔轴向不耦合装药预裂爆破数值模拟研究[D]. 孙丽.中南大学 2012
[3]井巷预裂光面爆破一端封闭聚能切缝管的设计与研究[D]. 代晓东.山东科技大学 2011
[4]金堆城露天矿预裂爆破装药方式优化研究[D]. 张喆.西安建筑科技大学 2010
[5]不耦合装药爆破数值模拟[D]. 徐炎明.河北理工大学 2009
[6]攀钢矿业公司朱矿南帮边坡爆破降震技术应用研究[D]. 罗宗禄.昆明理工大学 2007
[7]钢筋混凝土结构控制爆破拆除倒塌计算机模拟[D]. 李军.武汉科技大学 2007
[8]宽孔距预裂爆破在三板溪水电站建设中的试验研究[D]. 王晋.昆明理工大学 2006
[9]炮孔双介质不耦合装药断裂控制爆破理论研究与数值模拟[D]. 宇文惠鑫.太原理工大学 2006
[10]小湾水电站开挖中预裂爆破参数的优化研究[D]. 赵泉.武汉理工大学 2006
本文编号：3282426
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3282426.html
