能量定向聚集机理研究

能量定向聚集机理研究

一、定向聚能成缝机理研究(论文文献综述)

许守信,黄绍威,李二宝,杨海涛[1](2021)在《复杂破碎岩体矩形聚能药包预裂爆破试验研究》文中进行了进一步梳理矿山靠帮作业中,确保节理裂隙发育地带的预裂爆破效果具有重要意义。为解决复杂破碎岩体预裂爆破效果差、半壁孔率较低的难题,以酒钢集团西沟石灰石矿西帮为例,结合炮孔特点及施工工艺,提出了一种聚能槽角度85°、药柱与孔壁之间约有13 mm空气间隔的矩形聚能装药装置,并分析了其聚能射流定向破岩机理;建立了聚能装置ANSYS/LS-DYNA数值模型,提取分析了沿聚能槽水平方向、垂直方向的监测点应力特征。研究表明:由于聚能药包的存在,调整了炮孔周边岩体应力分布状态,使得在与孔壁相同距离下,沿炮孔中心水平方向应力明显大于沿炮孔中心竖直方向应力,前者为后者的1.62~3.51倍,爆炸能量充分作用于聚能槽方向,使沿炮孔中心竖直方向(即被保护岩体方向)能量减弱,有效提高了聚能成缝效果。现场进一步试验结果表明:采用矩形聚能药柱预裂爆破区域半壁孔率为64%~82%,不平整度小于20 cm,远优于普通预裂爆破,验证了矩形聚能药柱装药结构的可行性,对于类似矿山具有一定的借鉴意义。

王正煜[2](2021)在《凤凰山石灰岩矿区边坡控制爆破参数优化研究》文中研究指明矿山开采行业是我国经济建设以及其它行业发展的重要基础,绝大多数的露天矿往往选择控制爆破技术来解决爆破施工对边坡稳定的影响,该技术可以较好地完成对围岩预裂效果的控制。在控制爆破中对爆破参数进行调整优化,可以提升矿山开采和生产效率,增强边坡稳定性,切实减少维护边坡等方面的投入,从而取得更为理想的生产和经济回报。本文通过理论分析、数值模拟与现场试验相结合的方式,对预裂爆破、光面爆破参数进行优化,并将其应用到工程问题中取得了预期效果。本文主要结论有:(1)综述预裂、光面爆破的成缝原理;总结了爆破荷载的作用机理;对预裂缝宽度问题进行研究;详细分析了两孔预裂成缝的不同情况;确定了预裂爆破参数的公式,并探讨了主要爆破参数之间的关系;分析了预裂、光面爆破质量控制。(2)采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件成功模拟出了三种形式的爆破漏斗。加强抛掷、标准抛掷和松动爆破漏斗的爆破作用指数n为1.37、0.92和0.7,代入经验公式求得不同爆破漏斗的实际装药量,数值模拟结果和实际施工经验基本相符。因此,本文采用的数值模拟方法和参数设置都是正确的,并且验证了岩石破碎的机理。(3)利用有限元软件对不同不耦合系数的工况进行模拟。通过数值模拟结果可得预裂缝是由应力波和爆生气体共同作用形成的。以岩石监测点单元的应力曲线确立岩石破坏的两种类型,即由应力波作用、应力波和爆生气体共同破坏的两种类型。结合两孔之间成缝的判据,最佳不耦合系数为2.5;通过对比各个孔间距下的岩石应力云图,当药卷直径为35 mm、炮孔直径为88 mm时,结合两孔之间成缝的判据,孔间距a=90-100 cm,预裂缝效果较好;分析了光面爆破岩石破坏的过程。通过岩石单元监测点的速度、加速度位移时间曲线详细分析了离自由面不同距离的岩石抛掷过程。结合两孔之间成缝的判据,光面爆破最佳邻近系数m=1;通过模拟两孔之间不同起爆时差的间隔起爆,模拟结果表明:过大的微差时间两孔之间无法形成预裂缝。(4)结合数值模拟结果,在凤凰山不同平台开展预裂爆破试验,优化爆破施工参数。通过观察边坡壁面情况,统计半孔率和坡面平整度来判定预裂效果。试验结果表明:当预裂爆破不耦合系数k=2.57、a=80 cm时,光面爆破邻近系数m=1,边坡区域未有存在超挖以及欠挖等问题。将优化的参数应用到其他平台也取得良好的预期效果。数值模拟的结果与试验误差较小,从而验证了数值模拟的可行性。

刘啸[3](2020)在《深井切顶留巷顶板稳定与协同控制研究》文中指出切顶留巷具有取消区段煤柱,缓解采掘接续紧张,消除上隅角瓦斯积聚等技术优势,是提高煤炭回采率、降低巷道掘进率、实现深井安全高效开采的关键技术方法之一。切顶留巷使用周期长,顶板受力复杂,顶板稳定影响因素多,给巷道顶板控制提出了更高要求。本文针对深井切顶留巷顶板稳定与协同控制问题,采用相似模拟、数值计算、理论分析及工程验证等综合研究方法,研究了切顶留巷直接顶与基本顶结构演化特征、基本顶预裂爆破成缝与稳定机理、切顶爆破参数的卸压效应、切顶留巷直接顶全周期变形机理及顶板协同支护机理,提出了切顶留巷协同控制技术并进行了工程实例验证,主要结论如下:(1)明确了切顶留巷直接顶与基本顶全周期力学结构为悬臂梁结构。通过相似模拟分析了切顶留巷直接顶与基本顶全周期结构演化特征,得到了预裂切顶能够起到卸压作用,在此基础上提出了切顶留巷顶板稳定控制的关键问题。(2)获得了保证顶板成缝与保留岩体完整性的爆破参数及最优卸压效果的切顶参数。以祁东煤矿7135工作面回风巷为工程背景,通过数值模拟研究分析了聚能爆破、普通爆破、不同线装药密度及不同炮孔间距条件下裂纹扩展规律,不同切顶深度与切顶角度的顶板卸压效应,得到了炮孔间距与线装药密度(装药长度)是顶板成缝与保留岩体完整性的关键因素、切顶深度9m及切顶角度80°时卸压效果最优。(3)提出了动静耦合作用下切顶留巷基本顶成缝与稳定判据。基于岩层中应力波衰减公式,建立了基于抗拉强度的基本顶成缝判据,获得基本顶成缝时装药长度及炮孔间距之间的最小量化关系,基于动静耦合作用下基本顶受力特征,建立了基本顶力学模型,获得了以抗拉强度为临界指标的基本顶稳定判据,并获得了基本顶稳定时装药长度与炮孔间距的最大量化关系;揭示了爆破应力波在基本顶内呈拉压交替变换且巷道基本顶同一位置持续受到拉、压应力作用的传播规律。(4)建立了切顶留巷直接顶全周期力学模型,获得了切顶留巷直接顶变形机理。分析了切顶留巷直接顶全周期顶板结构与受力特征,建立了巷道直接顶全周期力学模型,获得了巷道顶板变形机理表达式,得到了切顶前后巷道顶板变形规律、留巷期间顶板变形量与巷内临时支护位置及支护刚度之间的量化关系。(5)研究了切顶留巷巷内协同支护机理。分析了切顶巷道留巷期间直接顶与基本顶协调变形力学特征,建立了直接顶与基本顶组合力学模型,得到了直接顶与基本顶层间剪应力计算表达式,获得了层间错动判据,分析了层间剪力差与锚杆支护网度、预紧力及临时支护体支护刚度之间的量化关系,分析并获得了临时支护阻抗层间错动具有显着的埋深效应。(6)提出了切顶巷道协同控制思路及祁东煤矿7135工作面留巷期间顶板控制技术,得到了切顶巷道顶板在一次采动至留巷稳定阶段,顶板最大变形量为318mm,垛式支架工作阻力位于合理变化区间,顶板未出现结构性失稳变形,实例验证了理论计算及顶板控制技术的合理性。图[84]表[17]参[151]

华心祝,刘啸,黄志国,杨朋,马言[4](2020)在《动静耦合作用下无煤柱切顶留巷顶板成缝与稳定机理》文中研究说明无煤柱切顶留巷开采核心工艺为超前工作面采用预裂爆破技术切断巷道顶板与采空区顶板力学联系。基本顶预裂爆破期间是动静耦合作用的过程,动静耦合作用下既要保证基本顶炮孔连线间形成贯通裂缝,达到切顶效果,同时还要保证巷道基本顶稳定,装药长度与炮孔间距是决定性因素。以安徽祁东煤矿7135工作面为工程背景,基于岩层中应力波衰减公式,分析了基本顶预裂爆破成缝机理,并以此建立基于抗拉强度的成缝判据,确定基本顶成缝时装药长度及炮孔间距的最小量化关系。基于预裂爆破过程基本顶受力特征,建立基本顶动静耦合作用力学模型,获得耦合作用下基本顶应力计算公式,分析了动载作用下基本顶不同时间应力分布规律,揭示了爆破应力波在基本顶内呈拉、压交替变换且巷道基本顶同一位置持续受到拉、压应力脉冲作用的传播规律;分析了静载作用下基本顶拉应力分布与不同侧向应力集中系数关系,揭示极限平衡区应力集中系数仅对巷道基本顶局部拉应力分布有影响(0<x<3.0 m),而对远处的巷道基本顶应力分布无影响(x>3.0 m)的规律;分析了巷道基本顶稳定机理,并以此获得巷道基本顶稳定判据,确定巷道基本顶稳定时装药长度及炮孔间距的最大量化关系。根据编制的VB计算平台,得到祁东煤矿7135工作面回风巷预裂爆破装药长度为4 m,炮孔间距为600 mm。通过对炮孔进行窥视及顶板收敛观测,验证了理论计算模型的合理性。

钱志杰[5](2020)在《煤矿综采工作面切顶成巷爆破技术研究》文中认为随着经济的快速兴起,煤炭能源在能源结构中占有重要地位,由于煤矿开采工艺所带来的煤矿爆破切顶成巷技术不断发展。本文以翟镇煤矿11503W、11505W工作面作为主要研究对象,使用理论分析、数值模拟以及实地试验等方式,研究切缝药柱及聚能管结构,得到最佳装药方式;选择合适的封孔材料及送料器械,达到快速、高效封孔效果。通过理论分析和工程经验设计了三种聚能装药管,通过工程现场的实际情况采用了切槽式聚能装药管;根据孔深选择了 2种不同的的装药结构;封孔采用炮泥封堵。通过对切顶聚能爆破机理的研究,分析出聚能爆破的三个重要爆破参数:(1)依据工作面砂岩占80%和泥岩占20%这一实际情况,确定切缝深度为7m;(2)在确保采空区顶板能够坍塌,并且其矸石能够为切顶巷道给予足够支撑力基础上,设定切缝孔角为75°;(3)安装在切缝线上的切缝孔间距确定为600mm。通过动力有限元解法从理论上分析了数值模拟的理论依据和可行性。基于ANSYS/LS-DNYA建立了数值计算模型,对计算结果分析得出了:(1)炸药的空腔以及空腔的扩大是由于爆生气体和爆炸应力波的共同作用产生的。(2)岩石中裂纹扩展长度达到300mm到350mm左右,考虑到地应力的影响可以确定工作面的孔间距为600mm。这为工程实际提供了理论依据和借鉴作用。图25表8参60

董超[6](2020)在《柔性切缝药包定向断裂控制爆破机理及应用》文中进行了进一步梳理岩石定向断裂控制爆破技术广泛应用于隧道、岩巷和边坡等地面与地下爆破工程,是一种基于爆炸能量控制和定向作用的岩石爆破新技术,其中切缝药包法由于技术原理简单、施工便捷、经济实用而得到普遍应用。但是,对于软弱岩体,特别是岩体中节理、裂隙等软弱结构面发育时,切缝药包爆破技术难以获得理想的爆破效果。为了克服现有硬质切缝药包爆破技术的不足,本文在以往研究基础上开展了柔性切缝药包爆破技术的相关研究,采用理论分析、实验研究、数值模拟和现场试验相结合的研究方法,揭示了柔性切缝药包的爆破作用机理,并将研究成果应用于隧道与巷道成型控制中。主要研究工作如下:(1)以柔性切缝药包为研究对象,深入分析了柔性切缝药包爆破的切缝外壳内、外部作用机理。对柔性外壳约束下炸药的爆轰过程、爆轰产物膨胀飞散并在切缝方向形成聚能射流的过程、爆轰产物驱动柔性外壳作用直至与炮孔壁紧密贴合保护非切缝方向岩体以及初始定向裂纹、主裂纹形成机理与扩展特性进行了系统的理论分析,并引入了有限空间气体淹没射流来研究柔性切缝药包的聚能效应。(2)对影响柔性切缝药包爆破效果的主要因素进行了分析,选取了切缝宽度和径向不耦合系数两个影响因素进行柔性切缝药包爆炸应力波实验,借助超动态应变测试分析系统对比了柔性切缝药包切缝方向与垂直切缝方向的压力峰值,研究了切缝宽度与径向不耦合系数对柔性切缝药包爆破应力波分布和传播的影响规律。(3)采用双孔含预制微裂隙砂浆试件爆破实验研究和数值模拟相结合的方法,对比分析了柔性切缝药包、硬质PVC切缝药包和传统药包三种爆破方法的定向断裂效果及不同爆破方法爆炸荷载对预制微裂纹扩展的影响。同时,借助岩体超声波检测仪测定爆破前后砂浆试件各方向、各位置的波速,基于纵波速度变化率定量评价了柔性切缝外壳和硬质PVC切缝外壳爆破法对岩体各方向的损伤值。(4)基于实验与模拟研究结果,将柔性切缝药包定向断裂控制爆破技术应用于巷道和含斜层隧道的光面爆破中。柔性切缝药包与传统药包现场爆破试验表明,相较于传统爆破法,柔性切缝药包爆破法在轮廓成型控制、减小对保留岩体的损伤、控制超欠挖以及在较为破碎的岩体中爆破都具有明显优势,具有广阔的应用前景。该论文有图75幅,表31个,参考文献124篇。

周圣国[7](2020)在《煤系地层隧道开挖控制爆破技术研究》文中认为山区隧道中煤系地层隧道较为常见,煤系地层隧道地层条件复杂,施工过程中瓦斯气体泄露、爆炸以及煤层突出、挤出、压出等地质灾害对人员及设备安全造成了潜在的威胁,增大了施工风险。因而制定安全可靠的煤系地层隧道掘进爆破施工技术方案,避免爆破作业引起煤与瓦斯突出等事故,对确保施工安全高效地进行具有实际的经济意义。本文以西藏拉萨至泽当快速路S5线圭嘎拉隧道工程为依托,运用岩石力学、爆炸动力学、结构力学、弹性力学、煤与瓦斯突出理论、矿山压力理论、控制爆破理论、现场试验和数值分析方法对煤系地层隧道开挖控制爆破技术进行了研究,得到以下研究成果:隧道石门揭煤突出的主导因素为爆破动载下煤层与岩层裂隙增生、煤层顶底板被压缩和预留岩柱发生蠕变断裂破坏;计算分析不同直径三级煤矿许用乳化炸药在Ⅳ级围岩与煤体中的爆破区域,确定掏槽眼和崩落眼选择较小不耦合系数,光爆眼及煤层中炮眼选择较大不耦合系数。所有炮眼均采用正向起爆装药结构,水炮泥数量为1节;对二阶二段掏槽不同参数的掏槽效率和爆破振动效应进行研究,得到揭煤前全岩断面掏槽中心孔装药直径为32mm、一阶孔垂深为1.2m、一阶孔倾角为?70;对石门揭煤直眼掏槽不同参数的石门掏槽效率、煤层揭煤深度与煤层及顶板受扰动程度进行研究,得到石门揭煤断面掏槽空孔半径为60mm、炮孔与空孔间距为24cm;针对全岩断面,分析光爆层破碎情况、残存眼痕数和轮廓线外岩体损伤深度,确定周边眼采用切缝药包且其眼距为70cm;针对半煤岩与全煤层断面,考虑瓦斯压力对煤体力学参数的弱化影响,并将其应用于隧道煤层周边眼参数设计,通过数值算例比对分析光爆层破碎情况、周边平整度和轮廓线外煤体损伤深度,得到周边眼间距为40cm、轮廓线偏移距离为20cm、光爆层厚度为50cm,且瓦斯压力为1MPa、2MPa时,煤层爆破损伤深度依次增加19.5%、35.5%。针对圭嘎拉隧道石门揭煤爆破作业,通过数值算例得到预留岩柱爆破损伤深度为0.86m,并运用结构力学推导地应力与煤层瓦斯压力作用下预留最小岩柱安全厚度,得到不同煤层倾角隧道爆破揭煤的预留最小安全岩柱厚度计算式为?[]?hhhhD,maxsin23(10)(28)?;对隧道石门揭煤直眼掏槽爆破微差间隔时间对急倾斜、倾斜和缓倾斜煤层及其顶底板的动力响应进行研究,得到最佳微差间隔时间均为35ms;随着煤层倾角增大,煤层与顶底板振速、加速度和有效应力峰值衰减速度加快,底板动力响应程度大幅提升,煤层与顶板受扰动程度增幅较小,且大倾角煤层与顶底度最为显着;针对揭穿煤板受扰动程层后爆破作业,分析进尺与单段最大起爆药量对隧道衬砌煤层段爆破振动的影响,得到进尺为2m,单段起爆药量不超过27.9kg。给出了圭嘎拉隧道穿煤段全岩断面、石门揭煤断面、半煤岩与全煤层断面爆破孔网参数,并在全岩断面区段进行爆破试验验证了研究成果的合理性;在全岩断面区段进行爆破振动监测,利用最小二乘法对监测数据进行回归分析,得到隧道场地系数K为43.46,振动衰减系数?为1.089;基于HHT法,运用MATLAB对振动信号进行频谱分析,得出爆破振动能量主要集中于1075Hz。

王恒[8](2020)在《厚松散层高应力条件下切顶卸压沿空掘巷支护研究》文中提出煤矿在回采过程中,部分工作面顶板随着工作面回采自然垮落。当顶板坚硬时,在单侧煤柱支撑作用下,工作面巷道上方部分岩层未能及时垮落,造成采空区内存在悬顶。悬顶需要较长的时间回转下沉从而自行垮落。悬顶的垮落对窄煤柱沿空掘巷巷道造成的动压影响时间长,支护困难。为缓解矿井采掘接替紧张局面、提高工作面回采率、减少巷道维护成本,根据赵固一矿16021、16031工作面地质情况,通过确定在16021回风巷采用切顶卸压技术,采用沿空掘巷的方式掘进16031回风巷。取得了以下研究成果:(1)通过对D型聚能管定向断裂控制爆破切顶技术研究,确定现场爆破钻孔位置与煤柱帮距离S≤500mm、钻孔倾角α≥75°、钻孔与竖直方向的夹角β=0°、切缝高度为22.8m、钻孔深度为23.7m、钻孔直径为50mm和钻孔间距为500mm。现场采用定向切缝管来控制预裂切缝面的形成,选用矿用三级乳化炸药,炸药直径φ=32mm,长l=200mm,重量m=200g;不耦合系数K=1.6;单孔装药量为4.8kg。(2)为分析基本顶不同断裂位置对煤柱稳定性的影响,在沿空掘巷围岩结构力学模型的基础上,分析出8种断裂结构形式,并推导出8种断裂结构的计算公式。通过以上分析掌握基本顶断裂结构形式下煤柱的应力大小。(3)通过对16031回风巷巷道断面形状、侧向支撑支承压力分布规律的分析,采用合理的巷道支护设计。锚杆采用长L=2400mm、直径Φ=22mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆、锚杆间距D≤1.2m、锚索长度L=8.3m、锚索排距1.6m、1.8m的排距在顶部每排布置3根。布置表面位移监测测点的方法是“十字布点法”。通过对多个测站巷道变化分析,发现最初巷道顶底板,两帮相对后面测站变化都相对较小,顶板及两帮压力也较小,得出巷道开始掘进矿压与巷道变形会随掘进工作面的推进逐步变大。该研究对于厚松散层高应力条件下切顶卸压沿空掘巷机理及相关参数确定方法的研究,为同类型矿井切顶卸压与沿空掘巷提供了借鉴,具有重要参考意义。

陈云立[9](2019)在《环向切缝药包爆炸应力分布及裂缝扩展模型试验研究》文中认为在爆破工程中,通常要求爆破施工完成后既能满足岩石破碎块度方便机械装运,又要能形成一个光滑平整的、符合技术要求的破裂面。传统的爆破技术包括光面爆破和预裂爆破,但是这两种爆破技术存在一定的缺陷。目前,定向断裂爆破技术可以很好的满足以上爆破要求,其中切缝药包爆破技术以其便捷的施工技术和廉价的施工成本在定向断裂爆破实际工程中广泛应用。论文基于爆破力学理论,对环向切缝药包爆炸的应力场分布和裂缝成形进行了模型试验研究。运用超动态应变仪对环向切缝药包定向断裂爆破应力场分布进行采集分析研究,利用高清WIFI内窥镜观察试件爆破后裂缝分布,最后对试件取芯切片处理,分析裂缝形成及扩展原因。研究结果如下:无论是在水平方向还是垂直方向上,正对切缝方向处的应力峰值都比其他地方的要大,在相同距离下,正对切缝处的应力峰值要比背对切缝处的应力峰值大4.78%-33.51%;切缝数量的增加会提高切缝处岩石的压应力峰值,增加应力峰值作用持续时间,有利于岩石开裂;试件在爆破后形成了一条环向断裂裂缝,与药包切缝位置相对应,证实了环向切缝药包定向断裂爆破的作用效果。图:[47]表[7]参[50]

陈小飞[10](2019)在《装药结构对预裂爆破效果影响的工程应用研究》文中指出在露天矿爆破作业中,预裂爆破技术因能够在主爆区起爆前形成具有一定宽度的裂缝以防止保留区的岩体破坏而被广泛应用。影响预裂爆破效果的因素众多,装药结构是影响预裂爆破效果的关键因素之一,合理的装药结构将直接加快爆破作业的效率,提高矿山的经济效益。在工程应用中,为了克服底部岩石的夹制力,加强预裂面的裂纹贯通,通常采用预裂孔底部加强装药的方式来实现。依托江西亚东水泥有限公司灰岩矿区的预裂爆破施工,基于国内外现有的岩石破碎机理和预裂爆破成缝机理,重点分析了在预裂爆破影响成缝的因素,提出底部加强装药对预裂爆破效果的影响问题。在预裂爆破参数设计的理论基础上优化底部加强装药参数,设计了不同的预裂孔间距和线装药密度,并通过现场试验的方法,对比分析了预裂效果和爆破成本,总结底部加强装药结构对预裂爆破效果的影响。文中研究的主要内容成果如下:(1)查阅大量的国内外预裂爆破及装药结构相关研究资料,对岩石爆破机理、预裂爆破成缝机理以及影响成缝因素进行了详细的阐述,并以此理论分析为指导对预裂爆破参数进行设计和优化。(2)在工程应用中,江西亚东水泥有限公司的过程应用中灰岩矿矿石抗压强度大于100MPa,松散系数1.98,节理裂隙不发育,岩层稳定性极好。为了对比分析不同预裂爆破参数的预裂效果,设计了4组爆破试验,确定了在预裂孔间距为2m,线装药密度为2kg/m的爆破方案时,预裂爆破效果最佳,成本最经济。为以后该矿区大规模爆破作用提供了良好的爆破方案。(3)从爆破的现场效果来看采用预裂孔底部加强装药结构,合理的参数设计以及优化的起爆网路取得了不错的爆破效果,达到了改变装药结构能带来的预期效果。

二、定向聚能成缝机理研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、定向聚能成缝机理研究(论文提纲范文)

(1)复杂破碎岩体矩形聚能药包预裂爆破试验研究(论文提纲范文)

1 工程概况
2 定向矩形聚能药包预裂爆破机理分析
    2.1 矩形聚能装药装置
    2.2 矩形聚能药柱预裂爆破机理分析
3 聚能药包预裂爆破数值模拟研究
    3.1 数值模型构建
    3.2 计算力学参数选择
    3.3 数值模拟结果分析
        3.3.1 炸药爆轰过程岩体应力场分布
        3.3.2 沿炮孔中心竖直方向应力分布
        3.3.3 沿炮孔中心水平方向应力分布
4 矩形聚能药柱预裂爆破现场试验
    4.1 参数计算
    4.2 现场试验参数选择
    4.3 试验结果分析
5 结论

(2)凤凰山石灰岩矿区边坡控制爆破参数优化研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 爆破漏斗数值模拟研究现状
        1.2.2 边坡控制爆破研究现状
    1.3 研究内容、方法和技术路线
        1.3.1 研究内容及方法
        1.3.2 技术路线
第2章 预裂、光面爆破参数确定
    2.1 预裂成缝机理分析
        2.1.1 应力波的传播规律
        2.1.2 不耦合装药时爆生气体压力
        2.1.3 裂纹尖端应力场
        2.1.4 爆生气体作用下裂纹开裂条件
        2.1.5 预裂缝宽度
        2.1.6 两孔之间预裂成缝情况分析
    2.2 爆破参数的确定
        2.2.1 不耦合系数的确定
        2.2.2 线装药量计算
        2.2.3 炮孔间距的确定
    2.3 预裂爆破参数之间的关系
        2.3.1 装药量与岩体强度之间的关系
        2.3.2 装药量和炮孔直径之间的关系
        2.3.3 炮孔间距与装药量的关系
        2.3.4 炮孔间距与炮孔直径的关系
        2.3.5 炸药特性对于预裂爆破效果的影响
        2.3.6 工程地质条件对预裂爆破的效果影响
    2.4 预裂、光面爆破质量控制
        2.4.1 预裂爆破对岩体的破坏和振动影响
        2.4.2 质量控制
    2.5 本章小结
第3章 爆破漏斗数值模拟研究
    3.1 数值模拟方法及参数设置
        3.1.1 ANSYS/LS-DYNA简介
        3.1.2 材料模型参数及状态方程
        3.1.3 模型计算参数设置
        3.1.4 前、后处理及求解步骤
    3.2 集中药包爆破漏斗基本理论
        3.2.1 几何参数
        3.2.2 基本形式
        3.2.3 药量计算
    3.3 集中药包爆破漏斗数值模拟
        3.3.1 数值计算模型的参数
        3.3.2 计算结果及其分析
    3.4 本章小结
第4章 预裂、光面爆破数值模拟研究
    4.1 预裂爆破参数数值模拟研究
        4.1.1 最佳不耦合系数研究
        4.1.2 最佳孔间距研究
    4.2 光面爆破最佳邻近系数研究
        4.2.1 数值计算模型的参数
        4.2.2 计算结果及分析
    4.3 起爆时差对预裂成缝的影响
        4.3.1 数值计算模型的参数
        4.3.2 计算结果及分析
    4.4 本章小结
第5章 边坡控制爆破现场试验
    5.1 工程概况
        5.1.1 施工范围
        5.1.2 岩石性质
        5.1.3 气候特点
        5.1.4 主要设计原则
    5.2 参数设计和施工工艺
        5.2.1 参数设计
        5.2.2 预裂、光面爆破施工工艺
    5.3 预裂爆破试验
        5.3.1 预裂爆破试验一
        5.3.2 预裂爆破试验二
        5.3.3 预裂爆破试验三
        5.3.4 预裂爆破试验四
        5.3.5 成果验收
    5.4 优化参数应用
        5.4.1 预裂爆破参数优化应用
        5.4.2 光面爆破参数优化应用
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足和展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(3)深井切顶留巷顶板稳定与协同控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及存在的问题
        1.2.1 沿空留巷顶板结构研究现状
        1.2.2 切顶沿空留巷关键参数研究现状
        1.2.3 沿空留巷顶板控制研究现状
        1.2.4 岩体爆破致裂机理研究现状
        1.2.5 存在的问题
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法及技术路线
2 深井切顶留巷顶板结构特征与关键问题分析
    2.1 切顶留巷顶板结构演化特征
        2.1.1 工程概况
        2.1.2 相似模拟试验介绍
        2.1.3 切顶留巷顶板结构演化特征
    2.2 切顶留巷顶板位移及应力分布
        2.2.1 顶板变形规律
        2.2.2 顶板应力分布
    2.3 切顶留巷顶板稳定控制关键问题
    2.4 本章小结
3 切顶留巷顶板卸压爆破参数研究
    3.1 预裂爆破成缝参数
        3.1.1 LS-DYNA模型建立
        3.1.2 模拟结果分析
    3.2 切顶卸压参数
        3.2.1 切顶留巷模型建立
        3.2.2 模型参数
    3.3 切顶参数对卸压效应影响
        3.3.1 切顶深度的卸压效应
        3.3.2 切顶角度的卸压效应
    3.4 切顶留巷顶板变形与应力分布规律
        3.4.1 留巷前后顶板变形规律
        3.4.2 切顶卸压埋深效应分析
        3.4.3 二次采动巷道顶板变形规律
    3.5 本章小结
4 动静耦合切顶留巷基本顶成缝与稳定机理
    4.1 巷道基本顶力学结构特征
    4.2 基本顶成缝机理
        4.2.1 成缝机理分析
        4.2.2 成缝与炮孔间距及装药长度量化关系
    4.3 切顶巷道基本顶稳定机理
        4.3.1 动载作用下基本顶应力分布
        4.3.2 应力波在固定端的透反射
        4.3.3 动载拉应力分布规律
        4.3.4 静载作用下巷道基本顶应力分布
        4.3.5 稳定与炮孔间距及装药长度量化关系
    4.4 本章小结
5 切顶留巷全周期直接顶变形机理
    5.1 直接顶受力特征分析
    5.2 切顶留巷直接顶变形机理
        5.2.1 巷道直接顶力学模型建立
        5.2.2 巷道直接顶力学模型求解
        5.2.3 巷道直接顶变形机理关键参数取值分析
    5.3 巷道顶板变形影响因素分析
    5.4 本章小结
6 深井切顶留巷顶板协同控制技术
    6.1 切顶留巷顶板协同支护机理
        6.1.1 滞后工作面顶板运动特征
        6.1.2 层间错动判据
        6.1.3 顶板协同支护量化关系
        6.1.4 顶板协同支护埋深因素分析
    6.2 切顶留巷协同控制思路
        6.2.1 切顶卸压优化应力环境
        6.2.2 巷道顶板结构优化
        6.2.3 巷道顶板协同控制体系
    6.3 切顶留巷协同控制工程验证
        6.3.1 工作面超前预裂爆破切顶技术
        6.3.2 巷道顶板支护技术
        6.3.3 切顶留巷顶板控制效果分析
    6.4 本章小结
7 主要结论及创新点
    7.1 主要结论
    7.2 创新点
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介及读博期间科研成果

(4)动静耦合作用下无煤柱切顶留巷顶板成缝与稳定机理(论文提纲范文)

1 无煤柱切顶留巷基本顶受力特征
    1.1 无煤柱切顶留巷工程概况
    1.2 无煤柱切顶留巷基本顶预裂爆破受力特征
2 基本顶成缝机理
    2.1 成缝机理分析
    2.2 成缝与炮孔间距及装药长度量化关系
3 巷道基本顶稳定机理
    3.1 动载作用下基本顶应力分布
    3.2 静载作用下巷道基本顶应力分布
    3.3 稳定与炮孔间距及装药长度量化关系
4 工程验证
5 结 论

(5)煤矿综采工作面切顶成巷爆破技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 切顶成巷的研究现状
    1.3 研究内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
2 聚能装药爆破机理及裂纹扩展
    2.1 概述
    2.2 爆破机理
        2.2.1 概述
        2.2.2 切槽定向爆破方法
        2.2.3 切缝药包爆破方法
    2.3 爆破断裂成缝机理
        2.3.1 爆生气体膨胀压力
        2.3.2 裂缝扩展规律
        2.3.3 裂缝扩展的影响因素
    2.4 本章小结
3 工程概括
4 聚能爆破数值模拟
    4.1 无限介质中的弹性波
    4.2 爆炸冲击效应的动力有限元解法
        4.2.1 基本理论
        4.2.2 控制方程和边界条件
        4.2.3 动力有限元计算流程
    4.3 数值模型的建立
    4.4 本构模型及其参数
    4.5 数值模拟结果分析
    4.6 本章小结
5 聚能爆破装药及封孔技术优化
    5.1 装药技术优化
        5.1.1 三种聚能管结构
        5.1.2 爆破试验
    5.2 封孔技术优化
        5.2.1 封孔材料优化
        5.2.2 送料装置
    5.3 本章小结
6 切顶成巷聚能爆破技术方案
    6.1 爆破参数设计
        6.1.1 爆破循环步距
        6.1.2 切顶高度
        6.1.3 切缝角度
        6.1.4 切缝孔间距
    6.2 爆破方案
        6.2.1 装药结构
        6.2.2 封孔技术
    6.3 爆破效果检测和分析
    6.4 本章小结
结论及展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(6)柔性切缝药包定向断裂控制爆破机理及应用(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 岩石定向断裂控制爆破国内外研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
2 柔性切缝药包爆炸作用理论分析
    2.1 炸药的爆轰及柔性外壳对炸药爆轰的影响
    2.2 爆炸冲击波在柔性外壳约束下的传播过程
    2.3 爆轰产物在柔性外壳约束下的流场分析
    2.4 柔性切缝外壳的聚能效应
    2.5 切缝药包爆破裂纹形成机理及扩展特性分析
    2.6 本章小结
3 柔性切缝药包爆炸应力波实验研究
    3.1 柔性切缝药包定向断裂控制爆破影响因素分析
    3.2 超动态应变测试系统与实验方案
    3.3 柔性切缝药包爆炸应力波实验过程
    3.4 实验数据处理与结果分析
    3.5 本章小结
4 双孔含预裂隙砂浆试件定向断裂控制爆破研究
    4.1 超声波检测岩体损伤的理论基础
    4.2 超声波测试系统与测点布置
    4.3 双孔含预裂隙砂浆试件爆破实验及其声波测试
    4.4 含预裂隙砂浆试件爆破实验结果分析
    4.5 双孔含预裂隙砂浆试件数值模拟研究
    4.6 本章小结
5 柔性切缝药包岩石定向断裂控制爆破的应用研究
    5.1 柔性切缝药包在含斜层隧道成形控制的应用
    5.2 柔性切缝药包在煤矿巷道成形控制的应用
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(7)煤系地层隧道开挖控制爆破技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 问题的提出与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤系地层环境中掏槽技术
        1.2.2 煤系地层环境中光面爆破技术
        1.2.3 煤系地层隧道石门揭煤防突控制爆破方法
        1.2.4 爆破振动对煤层及顶底板的影响
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究的技术路线
第2章 煤系地层煤岩爆破破坏理论与石门突出机理
    2.1 煤岩体爆破破坏过程
        2.1.1 岩石爆破本构模型
        2.1.2 岩体爆破破碎机理
        2.1.3 煤体爆破破碎机理
    2.2 瓦斯对煤体力学性质的影响
        2.2.1 吸附态瓦斯对煤体力学性质影响
        2.2.2 游离态瓦斯对煤体力学性质影响
        2.2.3 煤体爆破裂隙尖端应力
    2.3 爆炸载荷作用下煤岩体动力学特性
        2.3.1 煤岩体动载荷加载应变率
        2.3.2 应变率下煤岩体动态力学性质
    2.4 煤岩体内粉碎区与裂隙区分布规律
        2.4.1 煤岩体内爆破弹性纵波波速
        2.4.2 柱状装药爆炸应力载荷
        2.4.3 爆炸载荷作用下煤岩体破坏准则
        2.4.4 煤岩体中爆破粉碎区与裂隙区分布规律
    2.5 爆破激发石门揭煤突出机理
        2.5.1 爆破振动效应形成过程
        2.5.2 煤与瓦斯突出的发生条件
        2.5.3 爆破扰动激发石门揭煤突出机理
    2.6 本章小结
第3章 圭嘎拉隧道穿煤系地层段控制爆破技术研究
    3.1 LS-DYNA有限元应用程序
        3.1.1 LS-DYNA程序功能简介
        3.1.2 LS-DYNA程序动力学求解基础
    3.2 材料模型与参数
        3.2.1 煤岩体材料模型与参数
        3.2.2 粘土炮泥与水炮泥材料模型与参数
        3.2.3 煤矿三级许用炸药材料模型与参数
        3.2.4 空气材料模型与参数
    3.3 隧道穿越煤系地层段掘进爆破参数
        3.3.1 圭嘎拉隧道工程概况
        3.3.2 隧道穿煤段开挖方案
        3.3.3 隧道穿煤段爆破器材选择
        3.3.4 隧道穿煤段掘进爆破参数
    3.4 煤系地层隧道穿煤段掏槽形式及参数优化
        3.4.1 揭煤前全岩断面爆破掏槽优化设计
        3.4.2 石门揭煤断面爆破掏槽优化设计
    3.5 煤系地层隧道穿煤段周边眼爆破参数设计及优化
        3.5.1 全岩断面周边控制爆破参数设计
        3.5.2 半煤岩与全煤层断面周边控制爆破参数设计
    3.6 本章小结
第4章 石门揭煤爆破煤层及其顶底板与隧道衬砌减震技术研究
    4.1 预留岩柱爆破损伤范围及其安全厚度
        4.1.1 预留岩柱爆破损伤范围
        4.1.2 地应力与煤层瓦斯压力作用下最小预留岩柱厚度
        4.1.3 不同煤层倾角预留安全岩柱厚度
    4.2 不同煤层倾角石门揭煤爆破煤层与顶底板振动控制
        4.2.1 急倾斜煤层石门揭煤爆破振动控制
        4.2.2 倾斜煤层石门揭煤爆破振动控制
        4.2.3 缓倾斜煤层石门揭煤爆破振动控制
        4.2.4 煤层倾角对煤层及其顶底板爆破动力响应的影响
    4.3 揭穿煤层后隧道衬砌结构爆破振动控制
        4.3.1 衬砌材料本构模型与参数
        4.3.2 揭穿煤层后隧道衬砌煤层段爆破振动控制
    4.4 本章小结
第5章 煤系地层隧道穿煤段现场爆破试验与振动特性研究
    5.1 隧道穿煤段控制爆破方案孔网参数
        5.1.1 全岩断面爆破孔网参数
        5.1.2 石门揭煤断面爆破孔网参数
        5.1.3 半煤岩与全煤层断面爆破孔网参数
    5.2 隧道穿煤段现场爆破试验与振动监测
        5.2.1 全岩断面现场爆破试验
        5.2.2 爆破振动监测系统与测点布置
        5.2.3 爆破振动监测数据回归分析
    5.3 隧道穿煤段爆破地震波振动特性分析
        5.3.1 爆破地震波典型波形时域分析
        5.3.2 爆破地震波典型波形频谱分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文及科研情况

(8)厚松散层高应力条件下切顶卸压沿空掘巷支护研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究目的及意义
    1.4 研究内容、方法及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 研究方法及技术路线
    1.5 本章小结
2 工作面概况
    2.1 工作面布置
    2.2 煤层赋存及顶底板状况
    2.3 回风巷布置及支护方式
        2.3.1 巷道布置
        2.3.2 巷道支护形式及参数
    2.4 本章小结
3 D型聚能管定向断裂控制爆破切顶技术研究
    3.1 控制爆破成缝机理研究
        3.1.1 概述
        3.1.2 控制爆破成缝理论
        3.1.3 控制爆破成缝机理
    3.2 控制爆破数值模拟研究
        3.2.1 软件概述
        3.2.2 材料模型及状态方程
        3.2.3 普通光面爆破数值模拟
        3.2.4 D型聚能管定向断裂爆破数值模拟
        3.2.5 数值模拟结果对比分析
    3.3 现场工业性试验及切顶效果评价研究
        3.3.1 超前预裂切缝试验方案
        3.3.2 装药及封孔结构
        3.3.3 切顶观测结果
    3.4 本章小结
4 基本顶断裂位置对煤柱的影响分析
    4.1 采场覆岩断裂结构形式及特征
        4.1.1 工作面顶板破断特征
        4.1.2 采空区残留边界特征
        4.1.3 沿空掘巷与上覆岩层结构关系
    4.2 沿空掘巷上覆岩层基本顶八种断裂结构形式
    4.3 不同破断位置时煤柱载荷的理论推导
        4.3.1 基本顶断裂于煤柱外侧且形成“砌体梁”结构
        4.3.2 基本顶断裂于煤柱外侧不形成“砌体梁”结构
        4.3.3 基本顶断裂于煤柱上方且形成“砌体梁”结构
        4.3.4 基本顶断裂于煤柱上方不形成“砌体梁”结构
        4.3.5 基本顶断裂于巷道上方且形成“砌体梁”结构
        4.3.6 基本顶断裂于巷道上方不形成“砌体梁”结构
        4.3.7 基本顶断裂于煤壁内侧且形成“砌体梁”结构
        4.3.8 基本顶断裂于煤壁内侧不形成“砌体梁”结构
    4.4 本章小结
5 切顶卸压沿空掘巷围岩控制支护研究
    5.1 16031 回风巷沿空掘巷设计
        5.1.1 巷道几何形状和尺寸
        5.1.2 侧向支承压力分布规律
        5.1.3 巷道区段划分
        5.1.4 巷道工程地质条件分析及支护方案选择
        5.1.5 巷道支护设计
    5.2 现场实施效果
        5.2.1 矿压观测测站布置
        5.2.2 观测方法
        5.2.3 各测站数据分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(9)环向切缝药包爆炸应力分布及裂缝扩展模型试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 定向断裂国内外研究现状
        1.2.1 切槽孔定向爆破
        1.2.2 聚能药包定向爆破
        1.2.3 切缝药包定向爆破
    1.3 研究内容及研究方法
2 切缝药包爆破模型试验
    2.1 爆破模型试验方案
    2.2 测试系统及原理
        2.2.1 测试系统
        2.2.2 测试原理
    2.3 爆破模型试验
        2.3.1 应变砖的制作
        2.3.2 模型试件浇筑及养护
        2.3.3 爆破器材的准备
3 模型试验应力场试验结果分析
    3.1 模型爆破试验测试结果
    3.2 炮孔周围压力峰值随距离变化的关系
    3.3 不同切缝数量对炮孔周围压力峰值影响
    3.4 切缝药包爆炸应力场垂直传播特性
4 切缝药包爆破裂缝扩展分析
    4.1 切缝药包炮孔爆破效果及裂缝分析
    4.2 炮孔周围取芯后裂缝扩展观察
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(10)装药结构对预裂爆破效果影响的工程应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 预裂爆破应用研究现状
        1.2.2 预裂爆破应用研究现状
        1.2.3 预裂爆破装药结构研究现状
    1.3 主要研究内容与方法
第2章 预裂爆破破岩理论
    2.1 岩石爆破破碎机理
    2.2 预裂爆破成缝机理
        2.2.1 岩石成缝机理
        2.2.2 力学条件
    2.3 预裂爆破成缝因素分析
        2.3.1 炸药性质
        2.3.2 岩石物理力学性质
        2.3.3 地质条件
        2.3.4 钻孔的直径
        2.3.5 岩石初始应力
    2.4 成缝宽度问题
    2.5 本章小结
第3章 预裂爆破参数设计确定
    3.1 选取爆破参数设计的原则
    3.2 炮孔直径
    3.3 炮孔间距
    3.4 孔深L与超深h
    3.5 不耦合系数
    3.6 线装药密度
    3.7 预裂爆破的装药结构
第4章 预裂爆破现场试验
    4.1 工程概况
    4.2 地质情况及岩石条件
    4.3 现场设备及爆破器材
        4.3.1 钻孔设备
        4.3.2 爆破器材品种与规格
    4.4 预裂爆破试验一
        4.4.1 预裂孔网参数选取
        4.4.2 主爆孔爆破参数设计
        4.4.3 装药结构
        4.4.4 起爆网路
        4.4.5 预裂效果评价
    4.5 预裂爆破试验二
    4.6 预裂爆破试验三
    4.7 预裂爆破试验四
第5章 试验成本分析及总体效果分析
    5.1 预裂爆破质量评价标准
    5.2 预裂爆破施工成本分析
    5.3 预裂爆破试验总体分析
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢

四、定向聚能成缝机理研究(论文参考文献)

  • [1]复杂破碎岩体矩形聚能药包预裂爆破试验研究[J]. 许守信,黄绍威,李二宝,杨海涛. 金属矿山, 2021(11)
  • [2]凤凰山石灰岩矿区边坡控制爆破参数优化研究[D]. 王正煜. 太原理工大学, 2021(01)
  • [3]深井切顶留巷顶板稳定与协同控制研究[D]. 刘啸. 安徽理工大学, 2020(07)
  • [4]动静耦合作用下无煤柱切顶留巷顶板成缝与稳定机理[J]. 华心祝,刘啸,黄志国,杨朋,马言. 煤炭学报, 2020(11)
  • [5]煤矿综采工作面切顶成巷爆破技术研究[D]. 钱志杰. 安徽理工大学, 2020(04)
  • [6]柔性切缝药包定向断裂控制爆破机理及应用[D]. 董超. 中国矿业大学, 2020(01)
  • [7]煤系地层隧道开挖控制爆破技术研究[D]. 周圣国. 武汉理工大学, 2020(08)
  • [8]厚松散层高应力条件下切顶卸压沿空掘巷支护研究[D]. 王恒. 河南理工大学, 2020(01)
  • [9]环向切缝药包爆炸应力分布及裂缝扩展模型试验研究[D]. 陈云立. 安徽理工大学, 2019(01)
  • [10]装药结构对预裂爆破效果影响的工程应用研究[D]. 陈小飞. 武汉工程大学, 2019(03)

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能量定向聚集机理研究
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