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煤层预裂爆破准静态应力场特性分析

肖力  王志亮  
【摘要】:为了分析预裂爆破后煤体内准静态应力场的分布规律,基于弹性力学叠加理论、圆孔应力集中和厚壁筒原理,对爆腔周围煤体的径向应力、切向应力和剪应力分布特性进行分析。结果表明:在爆腔壁上,径向应力和剪应力为定值,切向应力与位置有关,裂隙扩展首先沿水平方向开始;在煤体内,切向应力在方位角θ=0方向上始终为拉应力,在距爆腔中心的距离r=槡10a(a为爆腔半径)存在最小值;在θ=π/4和θ=π/2方向上,切向应力变化趋势相同,均由压应力逐渐变为拉应力;剪应力只发生在θ=π/4方向上,在爆腔孔壁处,其值为0;在r=槡3a处,剪应力达到最大值-4σ2/3(σ2为围岩水平应力),随后逐步趋于减小;在无穷远处,剪应力变为围岩的水平应力。预裂爆破后煤体内的应力分布特性,可为优化煤层瓦斯抽放设计提供理论参考依据。

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