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工程实践表明,随着矿井开拓逐步向深部发展,在复杂的动静应力环境下,深井围岩的爆破卸压特性将更加复杂,巷道支护难度也大大增加,如果处理不合理,往往引发岩爆、冲击地压、煤与瓦斯突出等自然灾害。本文采用理论分析、数值模拟研究相结合的方法,对高地应力下爆破卸压机理和爆破卸压参数进行了研究。主要对以下三个方面进行研究。 (1)分析了高应力作用下岩石爆破过程中裂隙特征。在爆破中区,径向裂隙的扩展考虑地应力的贡献,结合弹性力学,细观损伤力学修正了裂隙半径公式。 (2)模拟了不考虑初始地应力情况下岩石爆破过程。主要研究岩石单独在爆破载荷作用下的特性,分析爆破各分区裂隙发育的影响因素,并结合细观损伤理论,利用AN SY S/LS-DYNA软件进行模拟无初始地应力影响下炮孔直径在4cm,5cm,6cm三个模型和双炮孔间距在200cm,300cm,400cm三个模型的裂隙发育过程。 (3)模拟了考虑初始地应力岩石爆破卸压过程。主要研究深部岩巷在高地应力和爆破载荷联合作用下,巷旁单孔爆破卸压效果。利用ANSYS Multiphysics/LS-DYNA软件模拟了巷道在20MPa,30MPa,40MPa垂直地应力作用初始平衡后,继而在此基础上模拟炮孔深度在450cm,500cm,550cm三种情况下卸压爆破,并分析卸压前后围岩的应力变化及其规律,损伤变量变化及其规律,能量变化及其特征三方面确定爆破卸压效果。