巷道掘进爆破炮孔堵塞长度的数值模拟研究

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巷道掘进爆破炮孔的堵塞是巷道掘进爆破中的一个极为重要的环节,而在实际的工程中,由于工人施工不规范与地质条件所限等等原因,导致了实际的爆破作业操作当中会产生不必要的危险,工程中也难免会产生误差,轻则造成经济的损失,重则威胁到人生安全。而在实际的工程中,往往是通过经验公式来确定其填塞长度,无法达到巷道掘进爆破应该有的进尺,围岩平整度也无法保证,导致巷道掘进无法按期完工。而巷道维护的好坏,直接系于生产如期完成与作业安全地进行。爆破掘进是井工采矿较常见,且较省钱的开挖手段。本文针对巷道掘进的掏槽眼,辅助眼以及周边眼应用理论理算和数值模拟求解分析模拟最优堵塞长度并且应用于现场实践。全面阐述掘进机和炸药爆破开挖的不同作用方法和优劣差异,以岩体性质、工程成本、完工时效几大指标,说明爆破掘进最近几十在年采矿工程中继续存在的现实情况。分析岩体破坏原理和岩体失稳的几大模型。计算掏槽孔、辅助孔、周边孔三大主要类型巷道掘进爆破种类孔的堵塞长度。结合前人已有研究成果,设置计算模型,得出掏槽孔与辅助孔的合理堵塞长度。由于现场周边孔光爆的要求较高,单独计算模拟周边光爆与孔间距的关系。计算机模拟方面,以LS—DYNA为依托,讨论计算机结合有限元的应用合理性,用LS—DYNA对掏槽孔,辅助孔合理堵塞长度进行数值分析,并单独对周边光爆堵塞长度数值分析计算。截出各个爆破时间点具体应力状态图像,得出爆破的最后成型效果,分析堵塞长度计算的合理性。计算机结合有限元分析计算,指导现场爆破掘进破岩。在传统的能量密度法支撑下,应用适合巷道掘进的改进的能量密度法计算出掏槽孔和辅助孔孔深分别为2.2m和2m时,最佳的堵塞长度分别为0.4m和0.56m;并单独计算周边眼最优堵塞长度,得出周边光面爆破堵塞长度约为孔间距的百分之五十五,对巷道爆破三大种类孔进行数值模拟分析计算,并应用于现场实际工程,得出合理的结论,证明研究工作在现场的可行性。
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