文档名：静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制研究
摘要：为了研究静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制,利用应力-损伤耦合模型进行了不同水化速率下矿体力学损伤数值模拟,分析了水化速率对矿体应力场及损伤区演化规律影响,揭示了钻孔布置模型对水化速率作用的机制.研究结果表明:静态爆破损伤区发育可以分为压实阶段、微损伤形成阶段、损伤区发育阶段、损伤区贯通阶段等4个阶段,其中损伤区发育、贯通阶段应力作用最为显著;矿体应力场及损伤区随着水化速率的增大而增加,并且在快速释能初期水化速率对应力场及损伤区影响差异性较小,快速释能后期水化速率对应力场及损伤区影响差异性显著;钻孔布置模型影响水化速率作用机制,其中单孔力学模型下水化速率促进膨胀压差异性,双孔力学模型下水化速率促进应力叠加,导向孔布置模型最为显著,初期水化速率加快应力运移,后期水化速率促进应力叠加,在时间维度和应力维度的共同作用下造成损伤区扩展、贯通;本次数值模拟和现场测试方案中,静态爆破剂水化速率1.8MPa/min,钻孔直径113mm,钻孔间距1000mm,合理的孔间距与钻孔直径比η=9,导向孔布置模型可有效地致裂矿体、产生大量损伤区.该研究为提高静态爆破技术的致裂效果及施工布置提供了参考依据.
Abstract：ForthepurposeofstudyingTostudytheinfluenceofhydrationrateofstaticexplosivesonthemechan-icalbehavioranddamagemechanismofcoalorebody,numericalsimulationsoforebodymechanicaldamagewerecarriedoutusingastress-damagecouplingmodelunderdifferenthydrationrates.Theimpactofhydrationrateontheevolutionofstressfieldanddamagezoneintheorebodywasanalyzed,andthemechanismoftheeffectofdrillingar-rangementmodelonhydrationratewasrevealed.Theresearchresultsindicatethatthedevelopmentofthedamagezoneinstaticblastingcanbedividedintofourstages:compactionstage,micro-damageformationstage,damagezonedevelopmentstage,anddamagezoneconnectionstage.Amongthem,thestagesofdamagezonedevelopmentandcon-nectionstagesshowthemostsignificantstresseffects.Thestressfieldanddamagezoneincreaseincreaseswiththein-creaseinofhydrationrate.Specifically,andtheinfluenceofhydrationrateonthestressfieldanddamagezonesuchkindofinfluenceisrelativelysmallduringtheinitialrapidenergyreleasephase,butbecomessignificantlydifferentinthelaterstages.Besides,Ttheboreholearrangementmodelaffectsthemechanismofhydrationrate.withUnderthesingle-holemechanicalmodel,thehydrationratepromotesexpansionpressuredifferences,whileHowever,theunderthedoubleholemechanicalmodel,hydrationratepromotesstresssuperimpositionforunderthedoubleholemechani-calmodel.Theguidedholearrangementmodelhasthemostsignificanteffect,wheretheinitialhydrationrateacceler-atesstresstransferandthelaterhydrationratepromotesstresssuperimposition,leadingtotheexpansionandconnec-tionofthedamagezoneunderthecombinedeffectsoftimeandstressdimensions.Inthenumericalsimulationandfieldtestsschemeofthisstudy,thehydrationrateofthestaticblastingagentwas1.8MPa/min,theblastoreholedi-ameterwas113mm,theboreholespacingwas1000mm,andthereasonableratioofboreholespacingtodiameter(η)was9.Theguidedholearrangementmodelcaneffectivelyfracturestheorebodyandgenerateesalargenumberofma-nydamagezones.Thisresearchprovidesareferencebasisforimprovingthefracturingeffectandconstructionar-rangementofstaticblastingtechnology.
作者：张露伟 李吉民 陈诚 任高峰 张聪瑞 赵亮 Author：ZHANGLu-wei LIJi-min CHENCheng RENGao-feng ZHANGCong-rui ZHAOLiang
作者单位：武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070武钢资源集团程潮矿业有限公司,鄂州436051武钢资源集团有限公司,武汉430014武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉430070;武汉理工大学关键非金属矿产资源绿色利用教育部重点实验室,武汉430070
刊名：爆破
Journal：Blasting
年，卷(期)：2024, 41(1)
分类号：TD235.3
关键词：静态爆破技术 水化速率 力学模型 应力场 损伤区
Keywords：staticblastingtechnology hydrationrate mechanicalmodel stressfield damagezone
机标分类号：TD712TU528P642.21
在线出版日期：2024年4月1日
基金项目：静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制研究[
期刊论文] 爆破--2024, 41(1)张露伟 李吉民 陈诚 任高峰 张聪瑞 赵亮为了研究静态爆破剂水化速率对矿体力学及损伤作用机制,利用应力-损伤耦合模型进行了不同水化速率下矿体力学损伤数值模拟,分析了水化速率对矿体应力场及损伤区演化规律影响,揭示了钻孔布置模型对水化速率作用的机制.研...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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