深孔聚能爆破下煤层裂隙扩展的数值模拟研究

本文主要探讨了煤层深孔聚能爆破过程中裂隙扩展的数值模拟方法。基于实际的现场试验数据，研究人员利用ANSYS/LS-DYNA这一强大的非线性动力分析有限元软件，对煤体在聚能爆破作用下的力学行为进行了深入模拟。研究发现，相比于传统的爆破方式，聚能爆破技术显著地改变了煤体的应力状态，特别是在爆破的聚能方向上，煤体的力学性质表现出明显的变化。具体表现为，聚能爆破导致煤体在该方向上的强度降低，更容易产生裂缝，但同时碎裂区域相对较局限。 数值模拟结果显示，裂隙在聚能方向上的扩展更为活跃，其扩张半径显著大于非聚能方向。这表明聚能爆破能够更有效地控制和引导裂隙的发展，从而优化煤层的破碎效果，提高采掘效率。这种特性对于改善煤层的透气性和开采安全性具有重要意义，因为减少不必要的大块碎石和增加裂隙的可控性有助于提升煤炭的开采质量和减少开采过程中的安全隐患。 此外，文章还提到了这项工作的科学价值，即通过数值模拟手段，科研人员可以深入理解聚能爆破的内在机理，为优化爆破参数、设计更有效的爆破策略提供理论依据。研究成果对于煤炭工业具有重要的实践指导意义，尤其是在面临复杂地质条件和环境保护要求的情况下，聚能爆破技术的应用显得尤为重要。 本文的研究成果以"煤层深孔聚能爆破裂隙扩展数值模拟"为题，发表于《煤炭学报》2012年第2期，被归类为行业研究领域，并获得了国家自然科学基金的资助。作者郭德勇教授等人为此项目做出了关键贡献，他们的工作不仅推动了煤炭开采技术的进步，也为相关领域的进一步研究提供了宝贵的数据支持。