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深孔水耦合爆破防治冲击地压技术及应用研究

作　者: 吕磊
导　师: 郭健卿
学　校: 河南理工大学
专　业: 采矿工程
关键词: 水耦合爆破冲击地压数值模拟
分类号: TD324.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 77次
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内容摘要

随着目前矿井开采深度的增加、巷道围岩的受力状况恶化,冲击地压逐渐显现,其频度和强度也不断增加。因此,研究发生在深部巷道施工中的冲击地压问题,对于保证深埋巷道施工的安全具有实用价值。近几十年来,国内外在冲击地压预测和防治方面作了大量的研究工作,提出多种理论和防治方法。本文针对冲击地压问题全面研究了岩体结构,并逐步研究岩石爆破破碎机理,为水耦合爆破提供理论基础。研制模拟采掘工作面环境的岩石—水的液固两相耦合爆破试验系统,研究岩石在水耦合爆破作用应力应变过程—岩石破碎松动范围变化之间的关系。结合平煤十二矿皮带下山,采用数值模拟方法,研究水耦合爆破作用下应力应变规律,分析对比该过程中与不耦合爆破卸压效果。通过模拟试验结果,分析爆破震动裂隙场与水介质耦合及应力应变之间的关系,分析该过程中岩体变形破坏过程及其特征,并建立水耦合爆破作用下,岩石变形破坏动态监测系统,以此分析破碎效果与水耦合的内在关系,深孔水耦合爆破卸压为防止冲击地压和爆破技术的发展提供了新的指导意义。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-22
  1.1 研究的目的及意义  10-11
  1.2 研究现状和特点  11-19
    1.2.1 冲击地压防治技术发展现状  11-18
    1.2.2 有关水耦合爆破技术发展研究现状  18-19
  1.3 存在的问题  19-20
  1.4 论文的研究内容  20-22
    1.4.1 主要研究内容  20-21
    1.4.2 研究方法及技术路线  21-22
2 水耦合爆破卸压及岩石爆破破碎机理研究  22-40
  2.1 岩石强度特性和可爆性  22-25
    2.1.1 岩石强度特性  22-24
    2.1.2 岩石的可爆性  24-25
  2.2 岩石在爆破作用下的破坏特征  25-32
    2.2.1 煤岩体爆破损伤断裂过程分析  25-28
    2.2.2 煤岩体爆破作用下破裂损伤模型  28-32
  2.3 水耦合爆破致裂弱化防治冲击地压机理  32-38
    2.3.1 采掘工作面岩体应力状态分析  32-35
    2.3.2 水耦合爆破致裂弱化防治冲击地压机理  35-38
  2.4 小结  38-40
3 水耦合爆破卸压的模拟试验研究  40-50
  3.1 应力应变测试方案  40-47
    3.1.1 应力测定方案  40-41
    3.1.2 炮孔耦合装药应变测试方案  41-45
    3.1.3 炮孔不耦合装药应变测试方案  45-47
  3.2 测试结果分析  47-48
  3.3 小结  48-50
4 水耦合爆破弱化岩体的数值模拟技术研究  50-74
  4.1 引言  50
  4.2 岩体爆破作用过程的数值模拟  50-55
    4.2.1 模型建立及模拟参数  50-51
    4.2.2 材料模型和状态方程  51-53
    4.2.3 边界条件与求解设置  53
    4.2.4 爆破作用过程数值模拟结果分析  53-55
  4.3 水耦合爆破弱化岩体的数值模拟研究  55-71
    4.3.1 计算模型  55-57
    4.3.2 计算模型的建立  57-60
    4.3.3 采掘影响应力分布数值模拟  60-66
    4.3.4 爆破致裂弱化岩体的数值模拟研究  66-70
    4.3.5 爆破卸压数值模拟结果分析  70-71
  4.4 小结  71-74
5 水耦合爆破防治冲击地压的应用研究  74-98
  5.1 工程概况  74-75
  5.2 巷道围岩的岩石性质和特征  75-80
    5.2.1 岩石压碎圈半径理论计算  76-78
    5.2.2 装药、堵塞注水及爆破  78-80
  5.3 卸压效果检测  80-96
    5.3.1 测点布置  80-81
    5.3.2 监测方法  81-82
    5.3.3 电磁辐射监测临界指标确定  82-89
    5.3.4 电磁辐射现场监测  89-96
  5.4 爆破卸压检测  96-98
6 结论与展望  98-102
  6.1 主要结论  98-99
  6.2 展望  99-102
参考文献  102-106
作者简历  106-108
学位论文数据集  108

深孔水耦合爆破防治冲击地压技术及应用研究

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