浅埋工作面顶板预裂分形爆破力学与模拟分析-煤炭科学技术.PDF

　 第４４卷第６期 煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ．４４　 Ｎｏ．６　 　 ２０１６年 ６月 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　 Ｊｕｎｅ ２０１６　 浅埋工作面顶板预裂分形爆破力学与模拟分析 １，２ １ １ １ １ 左建平 ，孙运江 ，姜广辉 ，王金涛 ，陈　 岩 （１ 中国矿业大学（北京） 力学与建筑工程学院，北京　 １０００８３；２ 中国矿业大学（北京） 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京　 １０００８３） － 摘　 要：针对纳林庙二号井６２１ ０２ 浅埋工作面采用“直线”炮孔预裂爆破后，在基本顶初次断裂时产 生强烈的矿压显现现象，基于对顶板预裂爆破机理和炮孔布置的分形几何理论分析，给出了不同炮孔 布置方式的分形维数表达式，计算出“三角形”布置炮孔的分形维数为１．１５，显著大于“直线”布置炮 孔的分形维数 １．０。 据此提出了“三角形”布置炮孔预裂爆破的改进方案，利用有限元非线性动力学 － 软件ＬＳ ＤＹＮＡ对２种爆破方案的Ｍｉｓｅｓ应力演化规律进行数值模拟分析，结果表明：改进方案反射 应力波的做功效果更好，应力波的衰减更慢，有利于爆炸产生的能量更充分地去破碎岩石。 关键词：浅埋深煤层；初次断裂；深孔预裂爆破；分形爆破力学 － － － 中图分类号：ＴＤ３２２　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：０２５３ ２３３６（２０１６）０６ ００３３ ０６ － Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｏｆ ｆｒａｃｔａｌ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｉｎ ｓｈａｌｌｏｗ ｄｅｐｔｈ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ １，２ １ １ １ １ Ｚｕｏ Ｊｉａｎｐｉｎｇ ，Ｓｕｎ Ｙｕｎｊｉａｎｇ ，Ｊｉａｎｇ Ｇｕａｎｇｈｕｉ ，Ｗａｎｇ Ｊｉｎｔａｏ ，Ｃｈｅｎ Ｙａｎ （１Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙ Ｌａｂ ｏｆ ＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｍｉｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８３，Ｃｈｉｎａ） － － Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｐｒｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｇｈｔ ｌｉｎｅ ｂｏｒｅｈｏｌｅｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ Ｎｏ． ６２１ ０２ ｓｈａｌｌｏｗ ｄｅｐｔｈ ｃｏａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｆａｃｅ ｉｎ Ｎａｌｉｎｍｉａｏ Ｎｏ２ Ｍｉｎｅ