巷道掘进爆破耦合装药对爆破效果的影响研究

发布时间：2017-09-05 17:27

  本文关键词：巷道掘进爆破耦合装药对爆破效果的影响研究

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【摘要】：本文旨在研究巷道(隧道)掘进爆破耦合装药对爆破效果的影响。通过岩石爆破机理的分析弄清影响爆破作用的因素。根据原有理论基础计算出耦合与空气不耦合两种装药结构的爆速、爆炸能量、初始孔壁压力、破坏范围、峰值压力等,根据计算结果分析两种装药结构与爆破效果之间的关系。爆炸过程是瞬间而复杂的,现有仪器无法观测到整个爆破过程,因此采用ANSYS软件对耦合与空气不耦合两种装药结构进行数值模拟。根据模拟结果得出：在炮孔近区,耦合装药的峰值压力明显大于空气不耦合装药,且耦合装药的峰值压力先于不耦合装药出现,耦合装药的振速明显低于不耦合装药,安全性高。在巷道(隧道)掘进爆破中,为了形成新的自由面,同时为了减少对岩体整体结构的扰动,耦合装药效果明显优于不耦合装药,耦合装药还增大了炮孔附近爆炸破碎区的破碎程度,便于巷道掘进。同时破碎区充分吸收了炸药能量,使冲击波衰减加快,也减少了远端岩石的扰动程度。在经济、安全等方面耦合装药具备优势。将现场试验结果与模拟结果进行对比分析,找出差异并分析。为以后的类似工程提供借鉴。
【关键词】：耦合装药 不耦合装药 巷道掘进 爆破效果 数值模拟
【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】：TD235
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 概述13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.3 问题的提出15-16
• 1.4 本文的主要研究内容与方法16-17
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 2 岩石爆破破碎机理17-23
• 2.1 岩石破碎的原因17-18
• 2.2 爆破作用三个阶段18-20
• 2.3 岩石破坏区分析20-22
• 2.3.1 压碎区20-21
• 2.3.2 裂隙区21-22
• 2.3.3 震动区22
• 2.4 小结22-23
• 3 爆炸效果分析23-39
• 3.1 爆速23-25
• 3.1.1 影响爆速的因素23-24
• 3.1.2 爆速受装药直径影响分析24-25
• 3.2 爆炸能量传递分析25-29
• 3.2.1 能量的传递与衰减26
• 3.2.2 能量的折射与反射26-29
• 3.3 孔壁压力计算分析29-32
• 3.3.1 初始冲击压力的计算方法29-31
• 3.3.2 准静压力的计算31-32
• 3.4 不同装药结构下岩石破碎的分区及范围计算32-35
• 3.4.1 粉碎区范围计算33-34
• 3.4.2 压坏区范围计算34-35
• 3.4.3 裂隙区范围计算35
• 3.5 不同装药结构下峰值压力的计算35-37
• 3.5.1 冲击波峰值压力的计算35-36
• 3.5.2 应力波峰值压力的计算36-37
• 3.6 小结37-39
• 4 数值模拟39-65
• 4.1 ANSYS/LS-DYNA概述39
• 4.2 材料模型和状态方程的构建39-41
• 4.3 数值模拟41-43
• 4.3.1 建模步骤41
• 4.3.2 计算模型41-43
• 4.3.3 网格的划分43
• 4.4 ANSYS数值模拟的结果分析43-63
• 4.4.1 岩石中波的传播过程43-56
• 4.4.2 不同装药结构爆破效果分析56-63
• 4.4.3 不同装药结构对爆破效果影响63
• 4.5 小结63-65
• 5 现场试验65-71
• 5.1 工程概况65-66
• 5.1.1 基本情况65
• 5.1.2 试验前爆破情况65-66
• 5.2 耦合装药爆破分析66-69
• 5.2.1 试验炮眼布置图66-67
• 5.2.2 爆破试验参数设计67-69
• 5.3 结果分析69-70
• 5.4 小结70-71
• 6 结论与展望71-73
• 6.1 结论71
• 6.2 展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-79
• 作者简介79

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本文编号：799299