【摘 要】
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长期以来在采矿、隧道、水利等行业内,由于爆破法具有极高的破岩效率,尤其是在针对硬岩的破岩工作中具有的其他方法无法相比的优势,因此岩石的开凿、钻进工作通常都以爆破法为主。但随着时代的发展,技术的进步,以及需求的增长,爆破法的弊端逐渐显露,如对围岩扰动大,作业周期长等问题。而各项弊端中,尤其由于爆破粉尘等引起安全和环保问题,以及不连续作业引起的难以适应自动化、智能化发展趋势这两个问题最值得研究人员的关
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长期以来在采矿、隧道、水利等行业内,由于爆破法具有极高的破岩效率,尤其是在针对硬岩的破岩工作中具有的其他方法无法相比的优势,因此岩石的开凿、钻进工作通常都以爆破法为主。但随着时代的发展,技术的进步,以及需求的增长,爆破法的弊端逐渐显露,如对围岩扰动大,作业周期长等问题。而各项弊端中,尤其由于爆破粉尘等引起安全和环保问题,以及不连续作业引起的难以适应自动化、智能化发展趋势这两个问题最值得研究人员的关注。因此在采矿领域内提出的非爆连续开采率先在煤矿等软、中软岩层内实施,利用机械化连续开采高效的特点,煤矿产量一路攀升。然而,以金属矿山为代表的硬岩开采却由于经济性原因,迟迟没有推广非爆开采设备的应用,绝大多数仍以爆破法作为首要选择。因此在非爆破岩领域内,许多学者进行了深入地研究,取得了一系列重要的成果。新型破岩技术主要包括利用机械能和热能两种方式。利用机械能破岩的方法除常规的各种形式的钻机、掘进机、TBM等,还有如水力破岩、超声波破岩等方式。而利用热能的破岩技术较为常见的主要有激光破岩、等离子体破岩、微波破岩等。但这些新型破岩技术或多或少都有各自的缺陷,迟迟无法大规模应用于工业生产。因此本文以微波加热原理,结合机械破岩方式的思路展开研究。本文具体的研究内容如下:1.进行微波加热花岗岩致使岩石劣化的实验研究,采用不同的微波功率和加热时长对花岗岩进行加热比较。总结花岗岩在多种条件下的升温表现、孔隙率变化以及力学性质变化的情况,寻找微波加热功率与加热时间的最优解。2.建立微波加热花岗岩的有限元仿真模型,通过数值模拟计算的方法研究花岗岩内部温度场与微波之间的关系,并与实验结果对比分析。3.结合实验结论和数值模拟结果,对盘形滚刀在微波辅助下的破岩工作进行研究。在有微波加热和无微波加热的两种条件下,分析盘形滚刀的受力情况,并对破岩效果进行评价。全文图42幅,表15个,参考文献77篇
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