激光辐照热裂破岩规律及力学性能

分析了激光辐照热裂破岩工艺参数对岩石力学性能的影响规律,以提高激光辐照热裂破岩效率。开展了激光辐照热裂破岩正交实验研究,分析了激光功率、辐照时间及辐照距离对激光辐照热裂破岩温度变化及岩石形貌损伤的影响规律,基于X-ray diffraction(XRD)物相图谱分析了激光辐照热裂破岩后岩石不同区域物相成分及含量,探讨了激光功率、辐照时间及辐照距离对激光辐照区物相含量变化的影响趋势,研究了激光功率、辐照时间及辐照距离对岩石强度的弱化程度。研究表明:随着激光功率和辐照时间增加及辐照距离减小,岩石反应区温度变大,热裂纹生成数量增多且裂纹深度变大,岩石热破碎反应增强;激光高温辐照后岩样所含高脆性、低强度、低导热率和低热膨胀系数的石英和钙长石含量占比增加,且随着激光功率和辐照时间增加及辐照距离减小,岩样烧灼孔内所含石英和钙长石成分增多;激光辐照后岩样烧灼孔内冷凝沉积物主要成分为石英和钠长石,且冷凝沉积物中部分晶体在激光辐照作用下转变为非晶体结构;激光辐照时间对岩石强度弱化程度影响最大,激光辐照距离次之,而激光功率对岩石强度弱化程度影响最小;随着激光功率和辐照时间增加及辐照距离减小,岩石抗压强度由83.89 MPa显著降低至36.13 MPa,岩石轴向挤压形变量变大,挤压破碎效果增强,岩石强度弱化程度变大。结果表明,激光辐照岩石可以有效降低岩石强度,提高激光辐照热裂破岩效率。

综采工作面火成岩侵蚀区深孔爆破技术研究

朱庄煤矿受火成岩侵蚀严重,直接影响到资源回收和生产接替,针对这一问题,该矿在火成岩侵蚀范围内,采用深孔爆破的方法弱化火成岩,降低爆破作用区域的岩石强度,提高工作面推进距离,达到增产提效的目的。试验结果表明,爆破后采场内侵蚀的火成岩破坏效果明显,强度明显降低,达到了预期目的。

数值分析方法在微波辅助破岩中的应用

主要介绍了几种与微波照射岩石相关的数值模拟研究。微波照射加热预处理岩石可改变矿石性质,使岩石强度降低,改善矿物解离能力,提高破岩效率。随着计算机模拟技术的发展及应用,运用数值模拟软件进行微波破岩研究,可以通过改变微波照射时间、功率密度、脉宽、岩石种类等因素,能得到微波照射下裂隙周围应力变化情况及微裂纹的萌生和发展规律,并可更好地分析微波照射下晶体颗粒边界破坏过程,有利于从微观角度揭示微波辅助照射致使岩石损伤破坏机理。