小斷面硬巖巷道低耗高效快速掘進關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、鉆爆法以其消耗少、掘進速度快、適應(yīng)能力強等特點，在國民經(jīng)濟的許多領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用，尤其在地質(zhì)條件復(fù)雜、巖石堅硬的中小型斷面巷道。巷道掘進有鉆孔、爆破以及出渣等三個主要環(huán)節(jié)，其中最為重要的一環(huán)就是爆破。本文以某銅鎳礦巷道掘進項目為依托，對爆破時巖石破碎的機理進行了闡述；推導(dǎo)計算了巖石在爆轟作用下造成的粉碎圈半徑；運用 ANSYS/LS-DYNA3D對起爆位置和爆破過程進行了數(shù)值模擬分析。本文的主要內(nèi)容和取得的成果如下：
　?。?）根據(jù)

2、巖石在炸藥爆轟作用下的破碎原理、炸藥在巖石中的爆轟理論和沖擊波衰減規(guī)律，分別推導(dǎo)計算了42mm、55mm裝藥直徑在輝綠巖中使用二號巖石乳化炸藥爆破巖石時，在巖石中產(chǎn)生的粉碎圈半徑。42mm、55mm裝藥直徑下巖石的粉碎圈半徑分別為：0.098m、0.128m。
　　（2）使用ANSYS/LS-DYNA3D軟件分別對孔底起爆和孔口起爆進行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)：1）、應(yīng)力首先集中的位置和起爆位置有關(guān)，即先從哪里起爆，應(yīng)力集中現(xiàn)象就先出現(xiàn)在

3、哪里；2）、模型表面壓力、有效應(yīng)力、最大剪應(yīng)力以及最大主應(yīng)力，孔口起爆時最大峰值均較大，但作用時間上孔底起爆較長；3）、孔底起爆應(yīng)力波向孔口疊加，孔口起爆應(yīng)力波向孔底疊加。證明了2.3m炮孔長度條件下孔底起爆優(yōu)于孔口起爆。
　?。?）使用ANSYS/LS-DYNA3D動力沖擊分析軟件以孔底起爆的方式，分別對42mm、55mm炮孔裝藥直徑下的爆轟過程進行了再現(xiàn)，得到了兩種裝藥直徑下巖石壓碎圈的范圍分別為：6cm～8cm和12.5cm