声明
第1章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 文献综述
1.2.1 爆破弱化坚硬顶煤研究现状
1.2.2 爆破载荷下煤岩体损伤破裂研究现状
1.2.3 地震CT技术研究现状
1.3 主要研究内容
1.3.1 深孔爆破弱化坚硬顶煤的损伤机理研究
1.3.2 不同深孔爆破参数下坚硬顶煤弱化效果的数值模拟研究
1.3.3 不同损伤状态下煤样的CT值、波速与损伤度的关系研究
1.3.4 地震CT检测坚硬顶煤弱化效果分析及工程应用
1.4 研究方法和技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
第2章 爆炸载荷下煤体损伤破裂机理研究
2.1 爆炸载荷下煤岩体损伤破裂机理
2.1.1 爆炸冲击波与爆生气体的联合作用
2.1.2 爆炸载荷下煤体的破裂分区
2.2 顶煤爆破效果的影响因素及评价指标
2.2.1 关键物理量及无量纲关系
2.2.2 基于断裂能的煤岩体爆破破碎体积估算
2.2.3 顶煤深孔爆破弱化效果的评价指标
2.3 基于断裂能的煤岩体损伤破裂力学本构
2.3.1 力学本构的提出
2.3.2 力学本构的验证
2.4 爆炸诱发煤层损伤破裂的一般规律
2.4.1 单孔爆破规律
2.4.2 双孔爆破规律
2.4.3 径向不耦合系数的影响规律
2.5 本章小结
第3章 坚硬顶煤爆破弱化参数数值模拟研究
3.1 千树塔煤矿11303工作面概况
3.1.1 煤层赋存条件
3.1.2 工作面布置
3.2 数值方法及力学模型
3.2.1 CDEM概述
3.2.2 一维轴对称深孔爆源模型
3.2.3 煤体动态损伤破裂本构
3.3 数值模拟方案
3.3.1 三种炮孔布置方式对比模拟方案
3.3.2 炮孔填塞材料选型模拟方案
3.4 计算模型及评价指标
3.4.1 数值计算网格
3.4.2 物理力学参数的确定
3.4.3 计算条件及计算步骤
3.4.4 爆破效果评价指标
3.5 三种炮孔布置方案对比分析
3.5.1 单孔布置效果分析
3.5.2 双孔布置效果分析
3.5.3 三花孔布置效果分析
3.5.4 不同布孔方案的对比分析
3.5.5 三花孔爆破后开采垮落效果分析
3.6 堵塞材料力学性质对堵塞效果的影响分析
3.6.1 堵塞材料参数的敏感性分析
3.6.2 堵塞体运动加速度的估算
3.7 本章小结
第4章 载荷作用下煤样损伤实验研究
4.1 煤岩体损伤力学研究概述
4.2 煤岩体细观损伤实验室测试理论基础
4.2.1 纵横波波速测试理论基础
4.2.2 X射线CT扫描识别技术理论基础
4.3 煤岩体细观损伤实验室测试仪器
4.3.1 纵横波速测试仪器
4.3.2 X射线CT扫描识别仪器
4.4 单轴压缩载荷作用下煤样试件损伤检测分析
4.4.1 单轴压缩实验试件参数
4.4.2 单轴压缩下煤样试件损伤纵横波波速分析
4.4.3 单轴压缩下煤样试件损伤前后X射线CT扫描层析
4.5 三轴压缩载荷作用下煤样试件损伤检测分析
4.5.1 三轴压缩实验试件参数
4.5.2 三轴压缩下煤样试件损伤纵横波波速分析
4.5.3 三轴压缩下煤样试件损伤前后X射线CT扫描层析
4.6 载荷作用下煤样损伤程度的定量分析
4.6.1 煤样损伤变量的纵横波波速定量分析
4.6.2 煤样损伤变量的CT值定量分析
4.6.3 煤样损伤变量纵横波波速和CT值的对比分析
4.7 本章小结
第5章 深孔爆破弱化坚硬顶煤工程应用与效果评价
5.1 深孔爆破弱化坚硬顶煤工程实验
5.1.1 工程试验工作面概况
5.1.2 工程试验方案
5.2 深孔爆破弱化效果预评价方法
5.2.1 地震CT探测原理
5.2.2 地震初至波走时CT探测数据采集
5.3 地震CT探测数据质量和结果分析
5.3.1 深孔爆破前后数据质量评价
5.3.3 地震CT探测结果分析
5.3.4 顶煤回收率比较
5.4 本章小结
第6章 结论、创新点和展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
