聚能爆破煤体增透及裂隙生成机理研究

【摘要】针对高瓦斯低透气煤层较难抽采的现状,采用深孔聚能爆破增透技术,使煤层爆破裂隙发育提高透气性,论文对聚能爆破煤体增透及裂隙生成机理进行了系统研究。首先,在实验室进行了聚能爆破试验区煤岩分离式霍普金森压杆(SHPB)实验,对比研究动静载荷作用下煤岩破坏特性、应力应变本构关系,提出了包含低-中-高应变率响应的粘弹性损伤本构模型。设计了聚能爆破方案并进行现场试验,通过考察煤体致裂增透效果优化了钻孔及爆破参数。此外,以爆炸力学和断裂力学理论为基础,建立聚能爆破煤体裂隙扩展模型,针对爆炸载荷不同作用阶段研究爆破裂隙扩展方向,考虑聚能装药特点得到煤体裂隙范围计算公式。最后利用ANSYS/LS-DYNA建立数值模型,模拟聚能爆破煤体致裂过程,探讨裂隙扩展机理并对聚能爆破煤体裂隙范围进行划分。通过实验室实验、现场试验、理论分析、数值模拟等手段进行研究,完善了聚能爆破煤体致裂理论,为指导聚能爆破瓦斯抽放提供依据。
【作者】吕鹏飞；
【导师】郭德勇；
【作者基本信息】中国矿业大学（北京），安全技术及工程，2014，博士
【关键词】聚能爆破；致裂机理；SHPB实验；参数优化；数值模拟；

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