底板穿层钻孔预裂爆破煤层增透模拟试验研究.pdf

中图分类号 婴2 1 三一一 论文编号 学科分类号 安徽理工大学 硕士学位论文 底板穿层钻孔预裂爆破煤层增透模拟试验研究 作者姓名王明重 专业名称安全科堂皇工程 研究方向芷差瓦斯塞圭防治理j 金皇技本 导师姓名塞4 淫功教援 导师单位能源当安全堂院 答辩委员会主席周应江 论文答辩日期2 0 1 5 年0 6 月0 7 日 安徽理工大学研究生处 2 0 1 5 年0 6 月0 9 日 万方数据 AD i s s e r t a t i o ni n ．．S e c u r i t yS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g ．． Si m u l a t i o nE x p e r i m e n t sS t u d yo nP e r m e a b i l i t y I m p r o v e m e n tT e c h n o l o g yo fP r e s p l i t t i n gBl a s t i n gt h r o u g h F l o o rC r o s s ．．m e a s u r eB o r e h o l e s C a n d i d a t e W A N GM i n g z h o n g S u p e r v i s o r L I UZ e g o n g E n e r g ya n dS e c u r i t yS c h o o l A n H u i U n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y N o ．16 8 ，S h u n g e n gR o a d ，H u a i n a n ，2 3 2 0 01 ，P ．R ．C H I N A 万方数据 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得安徽堡三太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名罅日期丝￡年』 月] 2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽理王太堂有保留、使用学位论 文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位 属于塞邀理王太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塞徼堡 王太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名砂巾秀 签字日期渊r 年歹月夕日 导师签名 刊7 刊 签字日期w r 年石月夕日 万方数据 摘要 捅要 煤炭对于我国国民经济的健康发展具有十分重要的作用，但同时矿井瓦斯灾 害也是中国煤矿安全的主要隐患。为了有效的防治瓦斯灾害，针对预裂爆破增透 技术，本文提出了底板穿层钻孔预裂爆破煤层增透相似模拟试验的研究课题。穿 层钻孔预裂爆破相对于顺层钻孔预裂爆破更安全，更具有应用前景，需要对其作 进一步的研究，特别是爆破对煤层顶底板的影响更需作进一步的研究，对防治瓦 斯灾害、保障矿井安全高效生产具有十分重要的现实意义。 首先，本文在爆炸力学、岩体力学、断裂损伤力学等多门学科理论分析的基 础上，分析了本试验研究所涉及到的国内外研究现状，并通过对深孔预裂爆破增 透机理研究现状的归纳总结，详细分析了炸药在爆破孔内被引爆后，爆轰波、爆 生气体、煤层赋存瓦斯以及控制孔等在煤层预裂爆破增透中的作用和机理。 其次，分析总结了相似模拟理论。本试验为相似模拟试验，为了确保相似模 拟试验的结果对工程实践具有实际的指导意义，试验的相似模拟模型与工程实践 原型之间必须满足相似理论的基本原理。 最后，依据淮南矿区C 1 3 ．1 煤层及其顶底板岩层的实际条件，根据相似理论的 基本原理，采用几何比为3 0 1 在实验室构建了相似模拟的试验系统。完成了相似 模拟试验材料的配比试验并进行了穿层钻孔预裂爆破的相似模拟试验，得出了适 合本试验的相似材料的配比，及不同爆破情况下的爆破煤层裂隙的扩展情况以及 爆破作用对煤层顶底板岩层的影响。基于超动态应变仪以及静态应变仪测得爆破 前后煤岩层相关参数的变化，定性分析了爆破前后煤岩层应力的变化规律，综合 分析了底板穿层钻孔爆破对煤层增透效果的影响。 本文主要是通过对深孔预裂爆破增透机理以及相似理论的分析，采用相似模 拟试验研究穿层爆破对增透及爆破煤层顶底板的影响，为工程实践中深孔预裂爆 破的参数设计提供试验依据，也为穿层钻孔深孔预裂爆破理论的分析研究提供了 试验验证。 I 羽[ 6 6 】表[ 1 4 ] 参考文献[ 6 2 】 关键词穿层钻孔；预裂爆破；相似模拟试验；煤层增透 分类号T D 7 1 3 ； 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 ．I I ． 万方数据 A b s t r a c t A b s t r a c t C o a lp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ef o r t h eh e a l t h yd e v e l o p m e n to ft h en a t i o n a le c o n o m y ， b u ta tt h es a m et i m e ，m i n eg a sd i s a s t e r sa r ea l s om a i n l yo ft h eC h i n e s ec o a lm i n e s a f e t yh i d d e nt r o u b l e ．I no r d e rt oe f f e c t i v ep r e v e n t i o na n dc o n t r o lo fg a sd i s a s t e r s ，i n v i e wo ft h e p r e - s p l i t t i n gb l a s t i n g a n t i - r e f l e c t i o nt e c h n o l o g y , i nt h i sp a p e rh o l e p r e - s p l i t t i n gb l a s t i n gc o a ls e a mf l o o rw e a rl a y e ra n t i - r e f l e c t i o ns i m i l a rs i m u l a t i o n e x p e r i m e n tr e s e a r c ht o p i ci sp r o p o s e d ．W e a rl a y e rh o l ep r e - s p l i t t i n gb l a s t i n gr e l a t i v et o t h eb e d d i n gh o l ep r e s p l i t t i n gb l a s t i n gi ss a f e r ，h a sm o r ea p p l i c a t i o np r o s p e c t s ，n e e dt o f u r t h e rr e s e a r c h ，e s p e c i a l l ys t u d yt h ei n f l u e n c eo fb l a s t i n go fc o a ls e a mr o o fa n df l o o r , f o rp r e v e n t i o na n dc o n t r o lo fg a sd i s a s t e r s ，e f f i c i e n tt op r o t e c tt h es a f e t yo fm i n e p r o d u c t i o nh a sv e r yi m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e ． F i r s to fa l l ，b a s e do nd i f f e r e n ts u b j e c t ss u c ha s e x p l o s i o nm e c h a n i c s ，r o c k m e c h a n i c s ，t h ef r a c t u r ed a m a g em e c h a n i c s ，o nt h e b a s i so ft h e o r e t i c a la n a l y s i s ， a n a l y z e dt h et e s ti n s t i t u t ei n v o l v e di nt h er e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d ．A n d b a s e do nt h em e c h a n i s mo fd e 印h o l ep r e - s p l i t t i n g b l a s t i n ga n t i - r e f l e c t i o np a p e r s u m m a r i z e st h er e s e a r c hs t a t u s ．Ad e t a i l e da n a l y s i so ft h ee x p l o s i v eW a sd e t o n a t e di n t h eb l a s t i n gh o l e ，d e t o n a t i o nw a v e ，d e t o n a t i o ng a s ，c o a ls e a mg a sa n dc o n t r o lh o l e b l a s t i n ge f f e c ta n dm e c h a n i s mo fi n c r e a s i n gp e r m e a b i l i t yi nc o a ls e a m ． S e c o n d l y ，a n a l y z e sa n ds u m m a r i z e st h et h e o r yo fr e s e m b l es i m u l a t i o n ．T h i st e s ti s s i m i l a rs i m u l a t i o nt e s t ，i no r d e rt oe n s u r et h es i m i l a r i t ys i m u l a t i o nt e s tr e s u l t st oh a v e p r a c t i c a le n g i n e e r i n gs i g n i f i c a n c e ，m u s ts a t i s f yt h es i m i l a r i t yt h e o r yb e t w e e nt h e s i m i l a rs i m u l a t i o nm o d e lt e s ta n de n g i n e e r i n gp r a c t i c eo fp r o t o t y p e ． F i n a l l y , o nt h eb a s i so fC 1 3 - 1c o a ls e a l ni nH u a i n a nm i n i n ga r e aa n dt h ea c t u a l c o n d i t i o n so ft h ef l o o rs t r a t a , a c c o r d i n gt ot h eb a s i cp r i n c i p l eo ft h es i m i l a r i t yt h e o r y , u s i n gt h eg e o m e t r i cr a t i oo f3 0 1W a sc o n s t r u c t e di nt h el a b o r a t o r ye x p e r i m e n t a l s y s t e mo fs i m i l a rs i m u l a t i o n ．T h ec o m p l e t i o no ft h es i m u l a t i o nt e s to fs i m i l a rm a t e r i a l s r a t i ot e s ta n dt h es i m i l a rs i m u l a t i o ne x p e r i m e n tt ow e a rp r ed r i l ll a y e rs p l i t t i n gb l a s t i n g ， t h es u i t a b l er a t i oo fs i m i l a rm a t e r i a li nt h i se x p e r i m e n t ，e f f e c t so f b l a s t i n gi nc o a ls e a m f r a c t u r ee x t e n s i o na n dd i f f e r e n tb l a s t i n ga n db l a s t i n ge f f e c tu n d e rt h ec o n d i t i o no fc o a l s e a mr o o fa n df l o o r ．B a s e do nt h ec h a n g e so fc o a la n dr o c kr e l a t e dp a r a m e t e r sb e f o r e a n da f t e rb l a s t i n gb ys u p e rd y n a m i cs t r a i ng a u g ea n dS t a t i cs t r a i ng a u g e ，q u a l i t a t i v e ．．I I I ．． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 a n a l y s i so ft h ev a r i a t i o nl a wo fc o a la n dr o c k s t r e s sb e f o r ea n da f t e rb l a s t i n g ， C o m p r e h e n s i v ea n a l y s i s o ft h ee f f e c to fp r e s p l i t t i n gb l a s t i n gt h r o u g hf l o o r c r o s s ．m e a s u r eb o r e h o l e s ． T h i sa r t i c l e m a i n l yt h r o u g ha n a l y s i s o ft h e d e e ph o l ep r e - s p l i t t i n gb l a s t i n g a n t i ．r e f l e c t i o nm e c h a n i s ma n dt h ea n a l y s i so ft h es i m i l a r i t yt h e o r y ，t h eb l a s t i n go f a n t i - r e f l e c t i o na n dt h ei n f l u e n c eo ft h eb l a s t i n go fW e a rl a y e rc o a ls e a mr o o fa n df l o o r o fc o a ls e a mw a ss t u d i e db ys i m i l a r i t ys i m u l a t i o ne x p e r i m e n t ，F o rt h ee n g i n e e r i n g p r a c t i c eo fd e e ph o l ep r e - s p l i t t i n gb l a s t i n gp a r a m e t e r sd e s i g np r o v i d e st h eb a s i so ft h e t e s t ，a tt h eS a l T l et i m ea l s ot ow e a rl a y e rd r i l l i n gd e e ph o l ep r e s p l i t t i n gb l a s t i n gt h e o r y p r o v i d e sa t e s ta n a l y s i so ft h er e s e a r c h ． F i g u r e [ 6 6 】t a b l e [ 14 】r e f e r e n c e [ 6 2 】 K e y W o r d s t h r o u g hf l o o rc r o s s m e a s u r eb o r e h o l e s ，p r e s p l i t t i n gb l a s t i n g ，s i m i l a r s i m u l a t i o ne x p e r i m e n t ，p e r m e a b i l i t yi m p r o v e m e n t C h i n e s eb o o k sc a t a l o g T D 713 万方数据 目录 目录 摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．I A b s t r a c t ⋯．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．．⋯．．⋯．⋯⋯⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．．I I I 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1 研究背景及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 瓦斯抽采研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 ．3 穿层钻孔深孔预裂爆破研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．4 爆破相似模拟试验研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 ．5 穿层钻孔深孔预裂爆破目前具有的主要问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 ．6 本文研究的主要内容和方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 1 ．7 本文主要技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 深孔预裂爆破增透机理研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．1 炸药爆轰波⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．2 爆破能量分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9 2 ．3 爆破应力波作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．4 控制孔作用机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．5 爆生气体作用机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．6 煤层瓦斯压力对裂隙扩展作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．7 深孔预裂爆破作用过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 2 ．7 ．1 压缩圈的生成及范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．15 2 ．7 ．2 裂隙圈的形成及范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 8 2 ．8 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 3 相似理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．1 相似理论的基本概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．2 相似模拟试验基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．2 ．1 相似第一定理 相似定理 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 ．2 ．2 相似第二定理 n 定理 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 3 ．2 ．3 相似第三定理 相似存在定理 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 3 ．3 岩石力学平面问题相似条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 4 相似模拟材料配比试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 4 ．1 煤体的工程性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 ．V ． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 4 ．1 ．1 煤体的物理性质⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 5 4 ．1 ．2 煤体的结构特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 6 4 ．1 ．3 煤体的力学特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 6 4 ．1 ．4 煤体的波速⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．1 ．5 煤体变形机制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．1 ．6 瓦斯吸附平衡特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 4 ．2 煤体工程分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．2 ．1 分类因素⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 4 ．2 ．2 分类标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．2 ．3 工程分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 4 ．3 模拟材料选择及配比试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．3 ．1 模型相似比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 4 ．3 ．2 试验方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 4 ．3 ．3 对相似材料的基本要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 4 ．3 ．4 相似材料的分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 4 ．3 ．5 试验仪器设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31 4 ．3 。6 模拟材料配比试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．3 ．7 参数测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 4 ．3 ．8 试验结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 4 ．4 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 7 5 相似模拟试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 5 ．1 相似模拟试验目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 5 ．2 试验煤岩层地质条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 9 5 ．3 深孔预裂爆破相似模拟试验系统构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．3 9 5 ．3 ．1 试验装置箱体的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 5 ．3 ．2 试验加载系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 0 5 ．3 ．3 试验装置监控系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 1 5 ．3 ．4 试验测点的布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 5 5 ．4 主要爆破参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 5 ．4 ．1 炮孔装药量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 5 ．4 ．2 炮眼深度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 9 5 ．4 ．3 最小抵抗线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 ．V I ． 万方数据 目录 5 ．4 ．4 炮眼密集系数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51 5 ．4 ．5 炮眼间距⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 1 5 ．4 ．6 装药结构及炮孔直径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 2 5 ．4 ．7 炮孔封堵⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 5 ．5 相似模拟试验的过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 5 ．5 ．1 应变砖的制作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 5 ．5 ．2 相似材料的填充及监测系统的布置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 3 5 ．5 ．3 炸药的装填⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 5 5 ．6 相似模拟试验的结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 6 5 ．6 ．1 单爆破孔爆破效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 6 5 ．6 ．2 爆破孔控制孔同时存在时爆破效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 9 5 ．6 ．3 两爆破孔爆破效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 2 5 ．7 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 6 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 6 ．1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 9 6 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 0 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 1 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 5 作者简介及读研期间主要科研成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 7 ．V I I ． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 万方数据 C o n t e n t s C o n t e n t s C h i n e s ea b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯I E n g l i s ha b s t r a c t ⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．I I I 1I n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1S t u d yb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．21 1 1 eg a se x t r a c t i o nr e s e a r c hs t a t u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．3T h r o u g hs t r a t ad e e ph o l ep r e s p l i t t i n gb l a s t i n gr e s e a r c hs t a t u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．4S i m i l a rs i m u l a t i o ne c p e r i m e n tr e s e a r c hs t a t u s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 ．5T h em a i np r o b l e mo f t h r o u g hs t r a t ad e e ph o l ep r e - s p l i t t i n gb l a s t i n g ⋯⋯．．⋯⋯⋯．．6 1 ．6T h em a i nc o n t e n t sa n dm e t h o d s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 ．7T h em a i nt e c h n i c a lr o u t e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 D e e ph o l ep r e s p l i t t i n gb l a s t i n ga n t i r e f l e c t i o nm e c h a n i s mr e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．1E x p l o s i v ed e t o n a t i o nw a v e ⋯⋯．．⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．．．⋯．．．9 2 ．21 1 1 eb l a s t i n ge n e r g ya n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 2 ．3T h ef u n c t i o no f b l a s t i n gs t r e s sw a v e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．4T h ef u n c t i o nm e c h a n i s mo fc o n t r o lh o l e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 2 ．5T h ef u n c t i o nm e c h a n i s mo f d e t o n a t i o ng a s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 2 2 ．6T h ee f f e c to fg a sp r e s s u r eo nt h ec r a c kp r o p a g a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 2 ．7F r a c t u r ez o n ef o r m a t i o np r o c e s s ．⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．．⋯．．．⋯．⋯⋯⋯．．⋯⋯15 2 ．7 ．1G e n e r a t i o na n d r a n g eo fc o m p r e s s i o nr i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．15 2 ．7 ．2G e n e r a t i o na n dr a n g eo f c r a c kf i n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 2 ．8C h a p t e rs u m m a r y ⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯．．⋯．⋯⋯．⋯．．⋯．1 9 3 S i m i l a r i t yt h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 1 3 ．1T h eb a s i cc o n c e p to f s i m i l a r i t yt h e o r y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 3 ．2T h eb a s i cp r i n c i p l eo f a n a l o gs i m u l a t i o nm a t e r i a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 ．2 ．11 1 1 ef i r s ts i m i l a r i t yt h e o r e m s i m i l a r i t yt h e o r e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 3 ．2 ．2T h es e c o n ds i m i l a r i t yt h e o r e m Ⅱt h e o r e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 3 3 ．2 ．31 1 1 et h i r ds i m i l a r i t yt h e o r e m s i m i l a re x i s t e n c et h e o r e m ⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 ；．3R o c km e c h a n i c sp l a n ep r o b l e ms i m i l a rc o n d i t i o n s ．．⋯．⋯．⋯⋯．．⋯．．⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．2 3 ；．4C h a p m rs u m m a r y ．⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯．．⋯⋯．．⋯⋯⋯．⋯．⋯2 4 4 A n a l o gs i m u l a t i o nm a t e r i a lp r o p o r t i o n i n gt e s t ⋯．⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．⋯．⋯⋯．⋯．．．2 5 4 ．1E n g i n e e r i n gp r o p e r t i e so f c o a l ．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯．⋯⋯．⋯．．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯．⋯．⋯．．⋯．2 5 ．I X ． 万方数据 安徽理工大学硕士学位论文 4 ．1 ．1P h y s i c a lp r o p e r t i e so f c o a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 4 ．1 ．2S t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fc o a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 4 ．1 ．3M e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fc o a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 6 4 ．1 ．4W a v ev e l o c i t yo f c o a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 7 4 ．1 ．5D e f o r m a t i o nm e c h a n i s mo f c o a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 4 ．1 ．6P r e d i c t i o nf o ra d s o r p t i o ne q u i l i b r i ao fm e t h a n e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 8 4 ．2E n g i n e e r i n gc l a s s i f i c a t i o no fc o a l ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 8 4 ．2 ．1C l a s s i f i c a t i o nf a c t o r s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 8 4 ．2 ．2C l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 4 ．2 ．3E n g i n e e r i n gc l a s s i f i c a t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4 ．3T h ee x p e r i m e n t a lm a t e r i a l sp r o p o r t i o n i n g ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 9 4