爆破效果計(jì)算方案

計(jì)算方案一：煤體中爆破，類似已計(jì)算過的例子表1煤樣材料物理力學(xué)參數(shù)密度（kg/m3）彈性模量（GPa）泊松比~~抗拉強(qiáng)度（MPa）~~抗壓強(qiáng)度（MPa）13603.810.33.121.82表2高能炸藥材料參數(shù)密度（kg/m3）1100爆速（GPa）3710A(GPa)B(GPa)1200.8R R124.150.95wE(GPa)V00.31 1模型1:雙爆破孔，耦合裝藥，爆破孔孔徑0.045m,孔間距為5m.模型2:雙爆破孔，耦合裝藥，爆破孔孔徑0.045m,孔間距為3m.以上模擬的介質(zhì)為煤體，鉆孔深度10m，垂直于煤體布置，裝藥長(zhǎng)度6m，封孔長(zhǎng)度4m。模型3：以上兩個(gè)方案中，選一個(gè)推薦的爆破效果合理的，然后模擬不耦合裝藥，炸藥藥卷直徑0.027m。（不忽略深度）計(jì)算方案二：巖體中爆破表3巖樣材料物理力學(xué)參數(shù)密度（kg/m3）彈性模量（GPa）泊松比~~抗拉強(qiáng)度（MPa）~~抗壓強(qiáng)度（MPa）2600 30 0.22 6.5 80表4高能炸藥材料參數(shù)密度（kg/m3）爆速（GPa）A（GPa）B（GPa）RR wE（GPa）V1201100 3710 120 0.8 4.150.950.31 1模型1:雙爆破孔，耦合裝藥，爆破孔孔徑0.075m,孔間距為7m.模型2:雙爆破孔，耦合裝藥，爆破孔孔徑0.075m,孔間距為9m.模型3:雙爆破孔，耦合裝藥，爆破孔孔徑0.075m,孔間距為12m.以上模擬的介質(zhì)為巖體，鉆孔深度15m，垂直于煤體布置，裝藥長(zhǎng)度10m，封孔長(zhǎng)度5m。（可選）模型4:雙爆破孔，不耦合裝藥，藥卷直徑0.054m,爆破孔孔徑0.075m，孔間距取以上三個(gè)方案合理結(jié)果。（忽略深度）

爆破要求參考下面的例子：孔間距6m的爆破數(shù)值模擬模型2:雙爆破孔，耦合裝藥，爆破孔孔徑0.08m，孔間距為6m,模型大小14mX8m,非反射邊界條件,建模單位制是:m-kg-s,模型如圖4-35所示。Fig.4-8Two-holespacingof6mchargeblastingcouplingmodFig.4-8Two-holespacingof6mchargeblastingcouplingmodIrHIrHgiflWrOI,yapwiIlMi>M工巧MF.圖4-9孔間距為6m雙孔爆破在89卩s時(shí)刻應(yīng)力波傳播及裂紋擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)Fig.4-9Stresswavepropagationandcrackpropagationstateoftwo-holespacingof6mbiastingholesat

the89卩stimelira-CjiauaHPvhgi*

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燦■超]jc-i-?-arPEM4TT[皿時(shí)UJWS；四2:"445.圖4-10孔間距為6m雙孔爆破在349(!s時(shí)刻應(yīng)力波傳播及裂紋擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)Fig.4-10Stresswavepropagationandcrackpropagationstateoftwo-holespacingof6mbiastingholesatthe349!stimesatthe349!stimesFig.4-11Stresswavepropagationandcrackpropagationstateoftwo-holespacingof6mbiastingholesatthe390pstimeLI；LI；艸嘰■■■Ti2朗EF1MJv4T?iDK-?<r『昭”36J BFig.4-12Stresswavepropagationandcrackpropagationstateoftwo-holespacingof6mbiastingholes

atthe699pstime

從圖4-9?圖4-12可知,孔間距增加到6m后，應(yīng)力波傳播規(guī)律與5m時(shí)一樣，是以爆破孔為中心,呈同心圓狀向周圍煤體傳播的。在炸藥起爆初始階段，兩個(gè)爆破孔之間的相互影響是很小的,裂紋的起裂和擴(kuò)展也是以爆破為中心，向四周擴(kuò)展的，即當(dāng)349M時(shí)刻爆破應(yīng)力波相遇，并產(chǎn)生應(yīng)力波疊加效應(yīng)，應(yīng)力波疊加效應(yīng)會(huì)沿著爆破孔連線的中心處垂直方向發(fā)展。且在圖4-12中可以很直觀的看到兩個(gè)爆破孔之間的裂紋密度要明顯大于兩爆破孔兩側(cè)的裂紋密度。為了能夠更加清晰的表現(xiàn)出應(yīng)力波的疊加效應(yīng)，在爆破孔連線中心位置垂直方向選取了4個(gè)觀察點(diǎn)如圖4-13，描繪出其應(yīng)力強(qiáng)度-時(shí)間歷程曲線如4-14所示。llm- tLiWtaPJB/hMIM??_l_4cl4■豪■unv-iw-IJ-Mb-HONSi'Wt圖4-14孔間距為6m雙孔爆破四個(gè).單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力-時(shí)間狀態(tài)圖Fig.4-14Thediagramoffournodebiastingstress一timestatewithtwo-holespacingof6m從圖4T4,應(yīng)力傳播都是應(yīng)力傳播都是隨著距爆破中心距離的增大而不斷衰減，且距離爆破中心越近，其應(yīng)力峰值到來的時(shí)間越早。從應(yīng)力強(qiáng)度可以看到,造成這種現(xiàn)象的主要原因是:雙孔爆破的這些節(jié)點(diǎn)處于應(yīng)力疊加區(qū)。同時(shí)對(duì)比圖4-7，雙孔距離為6m要比雙孔間距5m四個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力強(qiáng)度要小，這是因?yàn)閼?yīng)力波隨傳播距離的增大而不斷衰減，孔間距為6m時(shí),其應(yīng)力波在雙孔連線3m處發(fā)生疊加現(xiàn)象，而孔間距為5m,則在雙孔連線2.5m處發(fā)生應(yīng)力疊加現(xiàn)象，因此雙孔距離為6m應(yīng)力強(qiáng)度要比雙孔間距5m四節(jié)點(diǎn)應(yīng)力強(qiáng)度要小。對(duì)比圖4-5、圖4-12，可以很直觀的看出，孔間距為6m時(shí)，裂紋密度要比孔間距為5m尢造成中結(jié)果的主要原因是:若爆破孔孔間距越小，疊加應(yīng)力衰減就會(huì)越快，造成能量的浪費(fèi),從而影響裂紋的擴(kuò)展;若孔間距越大，雖然疊加應(yīng)力衰減很慢，但發(fā)生疊加應(yīng)力效應(yīng)前的原始應(yīng)力就會(huì)越小，即使發(fā)生了應(yīng)力疊加,也不會(huì)達(dá)不到煤巖材料的失效準(zhǔn)則,煤體裂隙的就不會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展，對(duì)爆破效果的也不會(huì)太大，因此最佳爆破孔間距為6m。卸壓前后效果對(duì)比由圖3可以看出，工作面前方圍巖未卸壓與卸壓后的垂直壓力分布規(guī)律，卸壓前的最大垂直應(yīng)力為44.2MPa，是原巖應(yīng)力的2倍，峰值區(qū)距離工作面為12.3m,最大應(yīng)力梯度為5.8MPa/m,此時(shí)應(yīng)力集中程度高、沖擊危險(xiǎn)性大。卸壓爆破后工作面附近圍巖應(yīng)力明顯降低，峰值區(qū)與工作面距離增加到19.5m，最大應(yīng)力梯度降為4.9MPa/m，應(yīng)力集中程度明顯降低。這說明卸壓爆破對(duì)煤巖體造成損傷破壞，釋放了圍巖積聚的彈性應(yīng)變能，對(duì)前方的煤巖體也起到了松弛作用，