中深孔靜態(tài)破碎試驗(yàn)研究.pdf

1、靜態(tài)破碎是近年來(lái)新興的一門爆破技術(shù)，目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用，與爆破相比，破碎過(guò)程安全平穩(wěn)，是傳統(tǒng)爆破技術(shù)的一種重要的發(fā)展和補(bǔ)充。
　　井下煤層頂板坍塌是采煤過(guò)程中遇到的難題，靜態(tài)破碎技術(shù)的產(chǎn)生給解決這一難題提供了理論和實(shí)踐上的可能性，中深孔頂板處理與靜態(tài)破碎結(jié)合起來(lái)，是一項(xiàng)有意義的實(shí)用研究。目前靜態(tài)破碎在頂板處理中還沒(méi)有具體應(yīng)用，本文通過(guò)理論分析和模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)靜態(tài)破碎劑在中深孔中的破碎規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究，旨在提

2、高破碎效果，避免炸藥爆破帶來(lái)的安全隱患，證實(shí)靜態(tài)破碎力學(xué)理論上的可行性。
　　論文運(yùn)用化學(xué)知識(shí)描述了破碎劑反應(yīng)中物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程，應(yīng)用力學(xué)知識(shí)、理論公式對(duì)靜態(tài)破碎機(jī)理進(jìn)行了詳盡分析，并對(duì)水灰比、時(shí)間、外界溫度、孔徑大小、孔徑深度、材料特性和填充密實(shí)度等影響對(duì)靜態(tài)破碎劑的主要因素作了簡(jiǎn)要分析，對(duì)中深孔中的破碎試驗(yàn)提供了一定的支撐作用。
　　通過(guò)中深孔鋼管壓力測(cè)試六組對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果可知:水灰比相同時(shí)，實(shí)測(cè)管內(nèi)最大膨脹壓力隨著管徑的增大

3、而增大，在發(fā)生沖孔以后，鋼管底部破碎劑繼續(xù)水化反應(yīng)能夠測(cè)得最大壓力值，也與管徑的大小呈正相關(guān);管徑相同時(shí)，最大膨脹壓力總體來(lái)說(shuō)，在一定范圍內(nèi)隨著水灰比的增大而減小，但是水灰比越小對(duì)施工不利。反應(yīng)速率在破碎劑有鋼管約束的情況下，大體符合性能測(cè)試中自由膨脹水化反應(yīng)的速度規(guī)律。
　　由三組不同規(guī)格的混凝土模型試塊破碎過(guò)程得出以下結(jié)論:混凝土模型試驗(yàn)采取水平預(yù)留圓孔(40mm、50mm)，裝藥過(guò)程比垂直孔徑繁瑣，藥卷型裝藥方式操作較為簡(jiǎn)便

4、，破碎劑密實(shí)度不夠能導(dǎo)致水化反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象;與混凝土試塊體積小、預(yù)留孔徑小的反應(yīng)過(guò)程相比，中深孔混凝土試驗(yàn)?zāi)Ｐ头磻?yīng)過(guò)程較快，并沒(méi)有呈現(xiàn)在裝藥10～18小時(shí)以后才開始出現(xiàn)裂縫擴(kuò)展現(xiàn)象。裂紋擴(kuò)展并沒(méi)有出現(xiàn)軸向?qū)ΨQ的四條裂紋或者中心對(duì)稱的三條主裂縫，而是呈現(xiàn)先在截面產(chǎn)生豎向?qū)ΨQ的兩條主裂縫，發(fā)展到上方自由面以后，延著裝藥的方向繼續(xù)擴(kuò)展，直至破壞，在發(fā)生噴孔的情況下，裂縫擴(kuò)展稍有變化。靜態(tài)破碎劑的體積與能夠破碎混凝土的體積呈現(xiàn)的并不是簡(jiǎn)