高地應(yīng)力金屬礦山深部開采巖爆傾向性研究

前言

第1章 緒論

1．1 地下深部資源開采現(xiàn)狀

1．2 巖爆研究現(xiàn)狀

1．3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線

第2章 玲瓏金礦工程地質(zhì)問題研究

2．1 礦山概況

2．2 礦區(qū)的工程地質(zhì)條件

2．3 礦區(qū)節(jié)理、裂隙調(diào)查和分析

2．4 巖體質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)

2．5 地應(yīng)力測(cè)量及構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析

2．6 玲瓏金礦深部開采現(xiàn)狀調(diào)查

2．7 玲瓏金礦深部開采面臨的巖石力學(xué)問題

第3章 玲瓏金礦花崗巖三軸壓縮及發(fā)射試驗(yàn)研究

3．1 引言

3．2 試驗(yàn)?zāi)康募霸?

3．3 試驗(yàn)儀器、設(shè)備及試樣制備

3．4 試驗(yàn)操作過程

3．5 不同圍壓條件下巖石試件的力學(xué)性質(zhì)及聲發(fā)射信號(hào)分析

3．6 循環(huán)荷載作用下巖石的力學(xué)性質(zhì)及聲發(fā)射研究

3．7 基于聲發(fā)射技術(shù)的巖石破壞前兆研究

3．8 玲瓏金礦二長(zhǎng)花崗巖三軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn)結(jié)論分析

第4章 高應(yīng)力、中高溫下巖石試驗(yàn)研究及巖爆傾向性分析

4．1 玲瓏金礦深部巖體賦存地質(zhì)環(huán)境

4．2 課題組已獲得巖石力學(xué)試驗(yàn)研究成果介紹

4．3 高應(yīng)力、中高溫下巖石試驗(yàn)研究

4．4 玲瓏金礦巖爆傾向性分析

4．5 巖爆評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

4．6 高應(yīng)力、中高溫下玲瓏金礦深部巖石巖爆傾向性結(jié)論

第5章 玲瓏金礦深部開采熱力耦合巖爆模擬分析

5．1 地質(zhì)模型建立

5．2 參數(shù)選取及邊界條件建立

5．3 數(shù)值模擬

5．4 玲瓏金礦深部礦體開采熱力耦合巖爆模擬分析結(jié)論

參考文獻(xiàn)

附圖 玲瓏金礦巖石力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果匯總

附表 課題組2010年計(jì)算的玲瓏金礦深部花崗巖試件R值2100433B

《高地應(yīng)力金屬礦山深部開采巖爆傾向性研究》系統(tǒng)闡述了玲瓏金礦礦區(qū)的工程地質(zhì)條件，礦區(qū)節(jié)理、裂隙分布特征，巖體質(zhì)量分級(jí)，地應(yīng)力與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)關(guān)系，巖體力學(xué)特性；通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、礦區(qū)地應(yīng)力測(cè)試、針對(duì)性巖石力學(xué)試驗(yàn)、聲發(fā)射試驗(yàn)、數(shù)值模擬等方法研究其深部開采過程中“高地應(yīng)力、中高溫”對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)和力學(xué)行為的影響，探討了巖爆沖擊傾向性、采場(chǎng)能量聚集規(guī)律，預(yù)測(cè)可能的巖爆發(fā)展趨勢(shì)，分析了巖爆災(zāi)害的成因和發(fā)生機(jī)制，可為礦山安全生產(chǎn)及巖爆治理提供科學(xué)指導(dǎo)和理論依據(jù)。

《高地應(yīng)力金屬礦山深部開采巖爆傾向性研究》可作為巖土工程、地質(zhì)工程、采礦工程等專業(yè)研究生的學(xué)習(xí)參考書，也可供相關(guān)領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員參考使用。

在能量、時(shí)間與頻率、以及質(zhì)量范疇內(nèi)，把高地應(yīng)力下硬巖爆破破裂行為的基礎(chǔ)問題，抽象為爆炸加載與高地應(yīng)力共同作用，致使硬巖產(chǎn)生破裂響應(yīng)的動(dòng)靜組合能量守恒系統(tǒng)。主要研究：高地應(yīng)力作用對(duì)硬巖中爆炸應(yīng)力波傳播產(chǎn)生影響的規(guī)律；不同應(yīng)力狀態(tài)下硬巖選擇性吸收應(yīng)力波能量的頻譜分量，與地應(yīng)力作用對(duì)爆生裂隙的發(fā)育與擴(kuò)展等破裂行為產(chǎn)生傾向性影響之間，存在的內(nèi)在聯(lián)系；高地應(yīng)力卸荷對(duì)破裂行為產(chǎn)生影響的機(jī)理；進(jìn)行不同地應(yīng)力作用下，2-D與3-D物理模型對(duì)比破裂實(shí)驗(yàn)，從方法學(xué)的角度揭示應(yīng)力波與地應(yīng)力作用，對(duì)硬巖破裂(碎)結(jié)果產(chǎn)生影響的機(jī)制；最后，根據(jù)硬巖消耗的能量與其損傷、破裂或破碎程度之間，存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，基于斷裂力學(xué)理論和能量守恒原理，探索高地應(yīng)力下硬巖爆破破裂行為機(jī)理。本研究對(duì)于提高硬巖地下工程建設(shè)質(zhì)量，控制工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源、水電及交通地下工程的需求，具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。

在地下工程及深井采礦等工程領(lǐng)域，高地應(yīng)力對(duì)硬巖爆破破裂行為產(chǎn)生影響。本項(xiàng)目研究高應(yīng)力硬巖爆破破裂行為的機(jī)理。通過20MN雙向反力架，對(duì)混凝土模型(長(zhǎng)60cm×寬60cm×高15cm)側(cè)面施加靜荷載(Px，Py)，模擬高地應(yīng)力作用；采用水中放電爆炸(UDE)加載技術(shù)，在模型中央圓孔中施加沖擊荷載；利用模型中安裝的應(yīng)變式傳感器和壓力傳感器，測(cè)定了靜荷載與沖擊加載共同作用產(chǎn)生的徑向應(yīng)力波。用數(shù)值模擬方法，研究了靜荷載的變化，與圓孔周圍靜應(yīng)力場(chǎng)差異性分布狀態(tài)之間存在的關(guān)系。分析了靜應(yīng)力場(chǎng)差異分布狀態(tài)和加載水平的變化，對(duì)應(yīng)力波參數(shù)產(chǎn)生影響的趨勢(shì)。根據(jù)能量守恒原理，分析了模型產(chǎn)生傾向性破損力學(xué)行為，與靜應(yīng)力場(chǎng)差異性分布以及沖擊加載能級(jí)之間存在的內(nèi)在聯(lián)系，初步揭示了高地應(yīng)力下硬巖爆破破裂行為的機(jī)理。本研究有利提高人們對(duì)復(fù)雜加載條件巖石破裂行為機(jī)理的認(rèn)識(shí)水平，有利于提高硬巖地下工程建設(shè)質(zhì)量，控制工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展對(duì)礦產(chǎn)資源、水電及交通地下工程的需求，具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。 2100433B

巖爆是地下工程活動(dòng)中由高地應(yīng)力****的一種動(dòng)力災(zāi)害，給礦山深部開采帶來巨大安全隱患。本書以河南靈寶地區(qū)金礦深部硬巖開采為背景，開展了巖爆傾向性分析及其防治技術(shù)的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究。內(nèi)容包括：深部開采巖爆災(zāi)害的研究概述，靈寶地區(qū)金礦深部硬巖開采工程地質(zhì)環(huán)境，基于聲發(fā)射特征的巖石損傷破壞規(guī)律，巖石加卸載過程中的能量演化機(jī)制，基于多種判據(jù)的巖爆傾向性分析，靈寶地區(qū)金礦深部采場(chǎng)及井巷工程能量分布與巖爆預(yù)測(cè)，以及巖爆災(zāi)害防控技術(shù)與措施。

本書內(nèi)容廣泛、科學(xué)系統(tǒng)，理論聯(lián)系實(shí)際，既注重新理論的總結(jié)與分析，又強(qiáng)調(diào)了新技術(shù)、新方法的推廣和應(yīng)用。

本書可供礦業(yè)工程、水利水電工程、安全工程、隧道工程等科研和工程技術(shù)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。