含瓦斯煤体爆破作用机理数值模拟研究  被引量:11

Numerical Simulation Study on Blasting Mechanism of Coal Body Containing Gas

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作  者:褚怀保[1] 杨小林 侯爱军[2] 余永强[1] 梁为民[1] 

机构地区:[1]河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000 [2]洛阳理工学院建筑工程系,河南洛阳471000

出  处:《采矿与安全工程学报》2011年第4期644-648,共5页Journal of Mining & Safety Engineering

基  金:国家自然科学基金项目(50874039);河南省教育厅自然基金(2010B410001);河南省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室开放基金(HKLGF200705);河南理工大学杰出青年基金

摘  要:为进一步研究含瓦斯煤体爆破作用机理,利用断裂损伤力学理论分析了爆破裂纹尖端的复合应力状态,利用DYNA软件建立了煤体耦合装药结构模型和含瓦斯压力模型进行计算,结果表明:煤体中爆炸应力波按指数规律衰减,衰减系数α=(3-μ)/(1-μ);瓦斯压力的存在增大裂隙尖端的应力和应力强度因子K1,延长应力波作用时间,有利于爆破裂纹的形成与扩展.数值计算结果与模拟煤体爆破试验结果具有较好的一致性.To further study the blasting mechanism of coal body containing gas, the complex stress state near the crack tip is analyzed based on the theory of fracture and damage mechanics. Coupling charge model of coal body and model with gas pressure are established for simulation by DYNA Software. The results show that the blasting stress wave decays exponentially in coal body, and its decay rate is expressed as α=(3=μ)/(1=μ). Additionally, the gas pressure can raise the stress of crack tips and stress intensity factor K1, prolong the action time of stress wave, and is beneficial to the initiation and propagation of blasting cracks. There is a good coherence between the numerical simulation and coal blasting test results.

关 键 词:含瓦斯煤体 爆破作用机理 裂尖应力 数值模拟 模拟试验 

分 类 号:TD235[矿业工程—矿井建设]

 

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