优化耦合装药系数：ANSYS模拟下深孔预裂爆破增透效果研究

本文主要探讨了基于ANSYS/LSDYNA软件平台的数值模拟方法在研究深部煤层预裂爆破增透效果中的应用。作者针对不同耦合装药系数，构建了四组模型进行模拟，这些模型反映了耦合系数对煤层裂隙发育、应力分布以及能量利用的影响。 首先，研究者关注的是耦合装药系数K，即炮孔内装药的分布情况。他们发现，当耦合系数K设置为1.5时，相比于K=1.0的情况，裂隙扩展长度有所增加，这表明适当的耦合程度可以促进裂隙的形成和扩展，从而增强煤层的透气性。然而，过度的耦合并非总是有益的，如当耦合系数继续增大时，裂隙不再向控制孔延伸，可能反而限制了爆破效果。 其次，不耦合装药结构的使用有助于优化应力分布。研究结果显示，这种结构使得有效应力更加均匀，随着耦合系数的增大，有效应力的范围会减小，且其分布情况明显优于完全耦合的模型。这意味着更有效的能量传递，对于提高爆破效率和增透效果是有利的。 数值模拟作为一种强大的工具，通过观察爆炸过程中煤体裂隙扩展和应力波的变化，为深入理解深孔预裂爆破的物理过程提供了可视化手段。这种方法不仅能够帮助设计者优化爆破参数，还能预测和控制爆破效果，从而在实际的矿井开采中降低瓦斯灾害风险，提升煤层的透气性和瓦斯抽采效率。 本文的研究成果为煤层深孔预裂爆破技术提供了重要的理论支持，对于优化矿井开采条件，保障安全生产，具有显著的实际意义。在未来的工作中，可能需要进一步研究不同的耦合装药策略，以实现更高效的增透和能量利用。