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高家堡煤矿顶板深孔爆破致裂半径数值模拟及试验研究
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作者 王聪聪 孙文杰 +1 位作者 孙振于 马小涛 《煤炭科技》 2024年第1期54-59,共6页
冲击地压灾害是制约高家堡煤矿安全高效回采的难题之一,顶板深孔爆破作为一种有效的冲击地压灾害控制手段,已被应用于高家堡煤矿的冲击地压防治。顶板深孔爆破致裂半径是设计爆破方案的重要参数之一。为探究高家堡煤矿顶板深孔爆破的致... 冲击地压灾害是制约高家堡煤矿安全高效回采的难题之一,顶板深孔爆破作为一种有效的冲击地压灾害控制手段,已被应用于高家堡煤矿的冲击地压防治。顶板深孔爆破致裂半径是设计爆破方案的重要参数之一。为探究高家堡煤矿顶板深孔爆破的致裂半径,以高家堡煤矿二盘区205工作面地质条件为工程背景,采用数值模拟和现场试验方法进行研究。首先,基于Hoek-Brown破坏准则的应变软化模型数值模拟了岩石柱状爆破,数值结果表明该条件下顶板深孔爆破钻孔径向方向粉碎区半径为0.58 m,裂隙区半径为3.00 m。然后,在高家堡煤矿205工作面回撤通道开展顶板深孔爆破致裂半径测定现场试验,采用束管分析技术对检测孔在顶板爆破前后的气体成分进行测定。结果表明,距离爆破孔2.95 m处的3号检测孔中氧气和二氧化碳含量降低,氮气含量增加,且检测到一氧化碳气体,说明爆破试验孔产生的爆破裂隙导通了3号检测孔,可确定高家堡煤矿顶板爆破致裂半径可达到2.95 m,该结果与数值模拟基本一致。研究结果能够为类似条件下顶板深孔爆破方案设计提供指导。 展开更多
关键词 顶板深孔爆破 致裂半径 数值模拟 束管分析技术
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煤矿井下坚硬顶板作业面初采卸压工艺方案
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作者 杨建飞 《山西化工》 CAS 2024年第3期160-161,181,共3页
针对山西乡宁焦煤集团有限责任公司台头煤矿8116综采面顶板硬度大、难以自行垮落、来压强度大、安全性差的不足,建立了硬质顶板的简支梁力学模型,对该模型下的顶板受力情况进行了研究,确定了垮落步距和顶板厚度及顶板抗拉强度有关,针对... 针对山西乡宁焦煤集团有限责任公司台头煤矿8116综采面顶板硬度大、难以自行垮落、来压强度大、安全性差的不足,建立了硬质顶板的简支梁力学模型,对该模型下的顶板受力情况进行了研究,确定了垮落步距和顶板厚度及顶板抗拉强度有关,针对性地提出了作业面的初采卸压工艺方案,对预裂爆破方法和预裂爆破工艺流程进行了重点分析。根据在井下作业面的实际应用,作业面初采卸压的方案能够显著减少初采时的来压步距和来压强度,极大地提升了井下作业的安全性。 展开更多
关键词 硬质顶板 简支梁 顶板受力 初采卸压 来压强度
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破碎矿体中深孔爆破一次成井技术
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作者 何伟 杨金光 +2 位作者 尹爱民 耿帅 杨航 《河北冶金》 2024年第2期39-43,共5页
中关铁矿采场切割井施工原采用人工掘进等传统方法,但该法存在安全系数较低、作业场所环境差、劳动强度大且效率低等诸多弊端。随着采矿工艺技术的发展和提高,爆破一次成井法因安全性高、成井速度快、效率较高且经济实用逐渐被广泛应用... 中关铁矿采场切割井施工原采用人工掘进等传统方法,但该法存在安全系数较低、作业场所环境差、劳动强度大且效率低等诸多弊端。随着采矿工艺技术的发展和提高,爆破一次成井法因安全性高、成井速度快、效率较高且经济实用逐渐被广泛应用。为提高中关铁矿切割井施工效率并降低掘进成本,根据中关铁矿实际情况,制定了中深孔爆破一次成井方案。通过研究中深孔掏槽爆破机理,确保爆破过程中有足够的补偿空间;装药孔和空孔呈交叉“正方形”布置,共23个,其中,13个装药孔,10个空孔,对不同类型的孔设置孔径和延期时间,并通过补偿系数的计算验证布孔方式的合理性;同时根据巷道爆破危害管理规定,确定了最佳爆破药量,最终实现了切割井爆破一次成井。现场实际应用表明,中深孔爆破一次成井技术在中关铁矿具有很好的适用性,提高了切割井成井速度和质量,减少了施工安全隐患,保证了矿山安全生产,同时为类似的切割井爆破工程提供了借鉴。 展开更多
关键词 切割井 中深孔 一次爆破 炮孔布置 爆破药量
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运输顺槽深孔爆破断顶卸压护巷技术研究
4
作者 张杰 李开贤 陈勇 《山东煤炭科技》 2024年第2期59-62,共4页
针对济宁二号煤矿93下11-2运输顺槽在采动影响下巷道围岩变形大、难维护的问题,结合深孔爆破切顶卸压技术原理和理论计算,确定了切顶高度45 m、切顶角度75°以及钻孔布置方式。现场工业试验表明,深孔爆破断顶卸压后,巷道顶底板变形... 针对济宁二号煤矿93下11-2运输顺槽在采动影响下巷道围岩变形大、难维护的问题,结合深孔爆破切顶卸压技术原理和理论计算,确定了切顶高度45 m、切顶角度75°以及钻孔布置方式。现场工业试验表明,深孔爆破断顶卸压后,巷道顶底板变形约80.5 mm,两帮移近量约71.8 mm,巷道围岩变形明显减小,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 采动 煤巷 爆破 卸压
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230905工作面坚硬顶板深孔预裂爆破效果分析
5
作者 郭林 《山东煤炭科技》 2024年第3期68-72,88,共6页
以新集一矿230905工作面为工程背景,该工作面存在坚硬顶板,强度高、厚度大,导致顶板难以垮落。采用数值模拟和现场试验等方法,分析了顶板预裂爆破后工作面推进过程中覆岩应力场演化规律及塑性区破坏特征,提出了采用扇形孔的布置方式对... 以新集一矿230905工作面为工程背景,该工作面存在坚硬顶板,强度高、厚度大,导致顶板难以垮落。采用数值模拟和现场试验等方法,分析了顶板预裂爆破后工作面推进过程中覆岩应力场演化规律及塑性区破坏特征,提出了采用扇形孔的布置方式对坚硬顶板难冒落问题进行人工预裂放顶。结果表明:预裂爆破后,煤壁前方压力峰值得到削减,在前方未切顶处形成应力集中,采空区上方岩层以拉伸-剪切破坏为主。结合顶板破坏形态特征,制定了深孔预裂爆破方案,对工作面支架的稳定性进行了定量分析,为后续工作面推进过程中的支护提供依据。 展开更多
关键词 坚硬 顶板 爆破 矿压
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深孔爆破荷载作用下大跨度采场高边帮稳定性研究
6
作者 钟芳权 郭裕民 +4 位作者 黎昌林 伍羽平 刘胤 史秀志 邱贤阳 《采矿技术》 2023年第4期163-171,共9页
高阶段采场边帮的稳定性直接关系到采场能否安全生产,控制边帮稳定不仅需要合理的充填作业,更需要在采场爆破时采用科学合理的装药结构,选择合理的爆破参数。针对地下矿山一步骤高阶段采场高边帮在深孔爆破荷载作用下的稳定性问题,通过... 高阶段采场边帮的稳定性直接关系到采场能否安全生产,控制边帮稳定不仅需要合理的充填作业,更需要在采场爆破时采用科学合理的装药结构,选择合理的爆破参数。针对地下矿山一步骤高阶段采场高边帮在深孔爆破荷载作用下的稳定性问题,通过建立1∶1的数值模型,在应力初始化完成后,确定了合理的边界条件和阻尼,基于等效腔法对研究区域施加爆破动载,并对计算结果进行分析。结果表明:采场拉应力范围随着装药系数的增大而增大,两侧边帮的压应力范围也逐渐变宽,拉应力最大值与装药系数成正相关;较大的装药系数很可能导致边帮发生破坏,计算表明一步骤采场边控采用25%装药系数最合理。其既能保证边帮稳定,又有较好的破岩效果。研究结果对矿山安全生产具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 爆破振动 装药结构 高边帮 数值计算 等效荷载
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双柳煤矿综采工作面过断层中深孔松动爆破技术研究 被引量:3
7
作者 郝晋辉 《能源与节能》 2023年第1期87-91,共5页
根据F47断层岩性特征和33(4)15综采工作面生产条件,与山西焦煤民爆集团科技分公司合作研究过断层中深孔松动爆破技术。采用理论分析、数值计算和现场试爆试验,确定了不耦合装药系数、炮孔深度、炮孔间距等最佳爆破孔网参数。通过对断层... 根据F47断层岩性特征和33(4)15综采工作面生产条件,与山西焦煤民爆集团科技分公司合作研究过断层中深孔松动爆破技术。采用理论分析、数值计算和现场试爆试验,确定了不耦合装药系数、炮孔深度、炮孔间距等最佳爆破孔网参数。通过对断层坚硬岩石实施中深孔松动爆破,取得了较为理想的爆破弱化效果,采煤机能够顺利通过断层,降低了设备损耗,提高了综采效率。研究成果可为类似工作面高效过断层提供参考借鉴。 展开更多
关键词 断层 松动爆破 综采效率
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厚层坚硬顶板条件下工作面初采爆破切顶卸压技术研究 被引量:2
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作者 张权 《山东煤炭科技》 2023年第2期56-57,60,共3页
为了解决工作面初采期间坚硬顶板垮落困难的难题,以马脊梁矿8208工作面初采顶板处理研究为工程背景,通过工程类比与数值模拟相结合的方式,在现场实际调研的基础上,提出8208工作面初采深孔预裂爆破方案。结果表明:通过优化爆破参数,有效... 为了解决工作面初采期间坚硬顶板垮落困难的难题,以马脊梁矿8208工作面初采顶板处理研究为工程背景,通过工程类比与数值模拟相结合的方式,在现场实际调研的基础上,提出8208工作面初采深孔预裂爆破方案。结果表明:通过优化爆破参数,有效缩短8208工作面初次来压步距和来压强度,确保8208工作面初采安全。 展开更多
关键词 初采 坚硬 爆破 预裂
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沿空掘巷工作面快速接替技术研究 被引量:1
9
作者 崔矗 《山东煤炭科技》 2023年第2期11-14,共4页
针对胡底煤业小煤柱沿空掘巷工作面快速接替问题,分析认为关键在于解决迎采对掘过程中侧向支承压力影响以及相邻工作面之间切顶线形成速度。设计了双掘进头对向掘进方式和13092巷顶板爆破预裂方案。效果考察表明,囊袋灌浆封孔方式封孔... 针对胡底煤业小煤柱沿空掘巷工作面快速接替问题,分析认为关键在于解决迎采对掘过程中侧向支承压力影响以及相邻工作面之间切顶线形成速度。设计了双掘进头对向掘进方式和13092巷顶板爆破预裂方案。效果考察表明,囊袋灌浆封孔方式封孔效率提高400%,提前50 d完成工作面接替任务,巷道在两个工作面回采服务期间变形量在可控范围内。 展开更多
关键词 沿空掘巷 快速接替 对向掘进 预裂爆破 囊袋灌浆封孔
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深孔聚能爆破切顶卸压技术研究 被引量:1
10
作者 孙艳 滑怀田 《山东煤炭科技》 2023年第3期4-6,共3页
为缓解采动对巷道的影响,降低周期来压步距,太原煤气化龙泉能源发展有限公司在4302工作面采用深孔聚能爆破进行切顶卸压。切顶卸压后,同没有进行切顶卸压时相比,煤柱侧应力峰值降低约20%,应力峰值进一步远离巷道约1.3倍距离。通过分析... 为缓解采动对巷道的影响,降低周期来压步距,太原煤气化龙泉能源发展有限公司在4302工作面采用深孔聚能爆破进行切顶卸压。切顶卸压后,同没有进行切顶卸压时相比,煤柱侧应力峰值降低约20%,应力峰值进一步远离巷道约1.3倍距离。通过分析围岩监测结果,发现巷道围岩变形量小,支护效果良好,为类似切顶卸压工作面提供了参考。 展开更多
关键词 顺槽 深孔 聚能爆破 切顶卸压
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高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟 被引量:101
11
作者 蔡峰 刘泽功 +1 位作者 张朝举 林柏泉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期499-503,共5页
针对高瓦斯低透气性煤层,采用Taylor方法建立了一个新的LS-DYNA3D爆破损伤模型,对深孔预裂爆破进行了数值模拟研究,再现了爆破过程中,动压冲击震裂、应力波传播与叠加以及爆生气体驱动裂纹扩展的整个过程,分析了爆破孔间距对爆生裂纹和... 针对高瓦斯低透气性煤层,采用Taylor方法建立了一个新的LS-DYNA3D爆破损伤模型,对深孔预裂爆破进行了数值模拟研究,再现了爆破过程中,动压冲击震裂、应力波传播与叠加以及爆生气体驱动裂纹扩展的整个过程,分析了爆破孔间距对爆生裂纹和爆破增透效果的影响,提出了高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破的合理间距为5-6 m,为高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽放提出了解决方案. 展开更多
关键词 高瓦斯低透气性煤层 深孔预裂爆破 应力波 裂纹扩展 叠加效应
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煤层深孔聚能爆破致裂增透机理研究 被引量:56
12
作者 郭德勇 裴海波 +2 位作者 宋建成 秦法秋 刘祥兵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1381-1385,共5页
针对高瓦斯低透气性煤层钻孔瓦斯抽放效率低的问题,以郑州煤炭工业(集团)有限责任公司大平煤矿为例,提出了煤层深孔聚能爆破致裂增透方法.利用爆破特殊装药结构积聚爆炸能量,驱使聚能罩侵彻煤体形成初始裂隙,并在爆生气体的二次... 针对高瓦斯低透气性煤层钻孔瓦斯抽放效率低的问题,以郑州煤炭工业(集团)有限责任公司大平煤矿为例,提出了煤层深孔聚能爆破致裂增透方法.利用爆破特殊装药结构积聚爆炸能量,驱使聚能罩侵彻煤体形成初始裂隙,并在爆生气体的二次驱动下扩大煤体断裂带范围.现场爆破试验及瓦斯抽放效果证明,煤层深孔聚能爆破裂隙有效影响半径为5~6m,钻孔瓦斯抽放浓度平均提高200%~300%. 展开更多
关键词 聚能爆破 爆破致裂 裂隙 煤层透气性
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深孔爆破数值模拟及其在煤矿顶板弱化中的应用 被引量:47
13
作者 李春睿 康立军 +2 位作者 齐庆新 毛德兵 徐刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1632-1636,共5页
分析了钻孔爆破对岩石的破坏过程,提出了岩石钻孔爆破过程的"动静压"破坏原理.利用AUTODYN软件对钻孔爆破进行数值模拟,得出钻孔爆破的岩石破裂过程.分析了钻孔不耦合装药爆破的规律,实现了理论分析及数值模拟结合到现场实施... 分析了钻孔爆破对岩石的破坏过程,提出了岩石钻孔爆破过程的"动静压"破坏原理.利用AUTODYN软件对钻孔爆破进行数值模拟,得出钻孔爆破的岩石破裂过程.分析了钻孔不耦合装药爆破的规律,实现了理论分析及数值模拟结合到现场实施的煤矿顶板弱化成套技术,用现场钻孔观测爆破裂隙及矿压规律监测方法验证了研究结论. 展开更多
关键词 钻孔爆破 顶板弱化 矿压监测
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岩巷掘进中深孔预裂松动爆破参数优化设计及应用
14
作者 吴宪宇 刘一帆 《能源与节能》 2023年第11期1-7,13,共8页
岩巷工作面遇到坚硬岩石时,存在爆破效果差、截齿材料消耗严重和推进效率低等问题。针对庞庞塔煤矿一采区9#煤输送机上山工况,提出岩巷掘进中深孔预裂松动爆破技术,结合LS-DYNA软件对爆破过程开展数值模拟分析,并利用现场试验验证爆破... 岩巷工作面遇到坚硬岩石时,存在爆破效果差、截齿材料消耗严重和推进效率低等问题。针对庞庞塔煤矿一采区9#煤输送机上山工况,提出岩巷掘进中深孔预裂松动爆破技术,结合LS-DYNA软件对爆破过程开展数值模拟分析,并利用现场试验验证爆破参数设计的合理性。研究结果表明:中深孔预裂松动爆破技术可以起到弱化岩石的作用,预裂松动效果良好,且岩石仍保留一定的整体性;孔间距为1.5 m时孔间裂纹贯穿效果较好,在爆炸应力波的叠加作用下,孔间连心线测点的等效应力数值显著大于非孔间连心线测点。该技术的应用可减少70%的截齿消耗,综合掘进速度提高55%,保证了工作面的安全高效生产,减少了设备材料消耗,研究成果可为类似工况提供参考借鉴。 展开更多
关键词 岩巷掘进 坚硬岩石 预裂松动 爆破参数
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芦苇对太湖沉积物的影响 被引量:9
15
作者 徐德兰 刘正文 +1 位作者 曾勇 王洪君 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期148-151,共4页
大型水生植物对沉积物中磷及相关因子的影响是个复杂的过程.一方面,其根系可从沉积物中吸收营养,另一方面,其根系向沉积物中释氧从而影响磷的释放和磷的生物地球化学循环.针对这一问题,采集了太湖芦苇区和无高等水生植物区沉积物,分析... 大型水生植物对沉积物中磷及相关因子的影响是个复杂的过程.一方面,其根系可从沉积物中吸收营养,另一方面,其根系向沉积物中释氧从而影响磷的释放和磷的生物地球化学循环.针对这一问题,采集了太湖芦苇区和无高等水生植物区沉积物,分析了磷、二价铁和二价锰,结果发现:1)芦苇区沉积物总磷(TP)含量在不同深度上均低于无高等水生植物区.2)2~4cm的沉积物亚铁(Fe2+)富集峰最高,而二价锰(Mn2+)的富集峰值在沉积物表层(0~2cm),且其含量随着深度增加而减少.3)芦苇区沉积物Eh略大于无高等水生植物区.4)芦苇区沉积物中Fe2+/TP原子比小于无高等水生植物区,且深度增加而增加. 展开更多
关键词 沉积物 高等水生植物 太湖 总磷 芦苇 富集 FE^2+ 生物地球化学 表层 深度
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综放工作面过厚夹矸放炮技术应用
16
作者 刘耀辉 《能源与节能》 2023年第8期82-84,153,共4页
为了解决布尔台煤矿12上301综放工作面过厚矸石顶板的问题,对301辅运顺槽实施深孔预裂爆破方案,对目标55 m区域1.4~2.1 m厚的矸石进行爆破施工。根据矸石的厚度,将装药段长度分别设置为10 m,12 m,6 m。工程应用中,支架阻力处于正常稳定... 为了解决布尔台煤矿12上301综放工作面过厚矸石顶板的问题,对301辅运顺槽实施深孔预裂爆破方案,对目标55 m区域1.4~2.1 m厚的矸石进行爆破施工。根据矸石的厚度,将装药段长度分别设置为10 m,12 m,6 m。工程应用中,支架阻力处于正常稳定范围,放顶煤过程中矸石顺利放出,证明了预裂爆破方案的可行性。 展开更多
关键词 深孔预裂爆破 支架阻力 放顶煤
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中深孔爆破技术在某矿山的实践
17
作者 杨荣 《湖南有色金属》 CAS 2023年第6期9-11,共3页
文章研究了非煤矿山开采中的中深孔爆破技术,首先简析了中深孔爆破的概念和常用方法,包括平面爆破、空间爆破和环形爆破。然后介绍了非煤矿山开采利用中深孔爆破技术的步骤与方法,包括孔网布置、用药量计算和起爆方式设计。最后进行了... 文章研究了非煤矿山开采中的中深孔爆破技术,首先简析了中深孔爆破的概念和常用方法,包括平面爆破、空间爆破和环形爆破。然后介绍了非煤矿山开采利用中深孔爆破技术的步骤与方法,包括孔网布置、用药量计算和起爆方式设计。最后进行了实践案例分析,并提出了改进方向,以进一步提高中深孔爆破技术在非煤矿山开采中的效果。 展开更多
关键词 非煤矿山 中深孔爆破 技术探索
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深部岩巷爆破机理分析和爆破参数设计 被引量:34
18
作者 王汉军 杨仁树 李清 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期373-376,共4页
分析了深部岩巷端部的高应力分布特征和爆破应力场的分布规律,采用数值计算和模型试验的手段对预加应力条件下的岩巷爆破作用机理进行了探讨.研究结果表明,深部岩石的水平应力大于垂直应力,因而岩巷掘进时爆破应力场分布是不均匀的,爆... 分析了深部岩巷端部的高应力分布特征和爆破应力场的分布规律,采用数值计算和模型试验的手段对预加应力条件下的岩巷爆破作用机理进行了探讨.研究结果表明,深部岩石的水平应力大于垂直应力,因而岩巷掘进时爆破应力场分布是不均匀的,爆破裂纹的扩展具有方向性,优先朝应力小的方向扩展;深部岩巷的炮孔周围夹制作用增强,岩石强度增加.提出了适用于深部高应力岩巷掘进的爆破参数设计方法,使深部岩巷爆破效果得到改善. 展开更多
关键词 深部岩巷 爆破机理 爆破参数 高应力
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孔深影响爆炸应力波特性的数值分析 被引量:24
19
作者 王仲琦 张奇 白春华 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期550-553,共4页
炮孔深度(装药长度)是影响岩体中爆炸应力波特性的因素之一。利用所编制的有限差分程序SMMIC计算了单自由面条件下,垂直炮孔爆炸应力波的传播过程。计算表明,炮孔深度(装药长度)增大,爆炸应力波峰值随距离的衰减指数减小。在算例中,4 m... 炮孔深度(装药长度)是影响岩体中爆炸应力波特性的因素之一。利用所编制的有限差分程序SMMIC计算了单自由面条件下,垂直炮孔爆炸应力波的传播过程。计算表明,炮孔深度(装药长度)增大,爆炸应力波峰值随距离的衰减指数减小。在算例中,4 m和2 m孔深的爆炸应力波峰值随距离的衰减指数分别为1.35和1.56。 展开更多
关键词 数值计算 岩石动力学 深孔爆破 应力波
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爆炸扩腔数值模拟及分析 被引量:27
20
作者 张建华 李世禄 +1 位作者 王玉杰 李寿贵 《武汉科技大学学报》 CAS 2001年第2期174-177,共4页
利用DYNA 2D有限元程序对封闭条件下岩石中的爆炸扩腔过程进行模拟。其结果与作者推得的腔体半径理论计算式计算的结果吻合得很好。并将该模拟方法和结果用于湖南和山东的一些工程中。实践结果表明 :该程序可用于深孔药壶爆破优化设计 ... 利用DYNA 2D有限元程序对封闭条件下岩石中的爆炸扩腔过程进行模拟。其结果与作者推得的腔体半径理论计算式计算的结果吻合得很好。并将该模拟方法和结果用于湖南和山东的一些工程中。实践结果表明 :该程序可用于深孔药壶爆破优化设计 ,不仅解决了生产中“爆扩药量靠经验 ,腔体体积难估算”的问题 ,而且减少了爆扩施工中的盲目性 。 展开更多
关键词 爆炸扩腔 药壶爆破 数值模拟 DYNA-2D有限元 腔体半径理论 工程爆破
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