高瓦斯煤层中爆轰应力波的传播与衰减研究

"爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性" 这篇科研论文探讨了在高瓦斯煤层中爆轰应力波的传播和衰减特性，主要针对深孔预裂爆破技术在高瓦斯低透气性煤层的瓦斯抽采强化方法。研究人员基于连续介质力学理论，构建了一个动态损伤本构模型，该模型描述了煤体在受到爆轰荷载时的行为。他们将这个模型整合到非线性有限元软件LS-DYNA中，以模拟不同弹性模量煤体中爆轰应力波的传播过程。 数值模拟结果显示，当传播距离小于4.8米时，爆轰应力波的峰值较高，并且快速衰减。然而，当传播距离超过约4.8米后，虽然爆轰应力波的峰值降低，但其衰减速率趋向平稳。这些发现对于理解爆轰应力波在煤层中的行为以及优化爆破作业的安全性和效率具有重要意义。 为了验证模型的准确性和有效性，研究团队还对实际的深孔预裂爆破过程进行了现场监测，收集了爆破振动数据。通过对比实验数据和模拟结果，他们证实了所建立的本构模型在描述爆轰应力波在高瓦斯煤层中的传播和衰减特性方面的合理性和准确性。 此外，这项研究还强调了在高瓦斯环境下进行爆破作业时，控制爆轰应力波的影响至关重要，因为过大的应力波可能会引发煤层结构的破坏，增加瓦斯释放风险，甚至可能触发煤矿安全事故。因此，掌握爆轰应力波的传播规律有助于设计更安全、更有效的爆破方案，从而提高瓦斯抽采效率，减少潜在的灾害风险。 关键词涉及：爆轰应力波、衰减特性、高瓦斯煤层、深孔预裂爆破。该研究属于行业研究领域，对煤炭工程和矿业安全具有深远的指导价值。