本文主要研究内容
作者陈璐（2019）在《基于储能及耗能特性的深部花岗岩能量体系研究》一文中研究指出：资源的深部开采是未来矿业发展的必然趋势,也是我国“深地”规划战略的重要发展方向。深部岩体在高地应力的地质环境中表现出高度的非线性,受强开采扰动时岩爆等动力灾害问题突出。研究表明,采用能量理论分析岩爆等深部动力灾害问题更加科学有效。本文针对岩爆等深部动力灾害问题,以三山岛金矿千米开采为背景,在岩石能量理论体系的框架下,基于断裂力学理论并考虑岩石弹性应变时滞特征,结合现场地应力实测数据,系统开展了岩体储能及耗能特性的研究,提出了能量均匀化调控理念。(1)线弹性储能是岩爆灾害能量判据的一种典型且重要的评判指标。研究线弹性储能的关键在于确定准确的弹塑性分界点。首先以声发射监测的裂隙初始点作为花岗岩从弹性储能向塑性耗能过渡的分界点,通过岩石单轴和三轴压缩试验,获得了几组典型围压下的线弹性储能值。并为了判定裂隙初始点是否为花岗岩的弹塑性分界点,依托MTS815岩石试验系统的超高控制精度,设计了一系列应力递增的阶梯循环加卸载试验,确定了三组典型围压下的岩石弹塑性分界点,发现这个分界点略大于岩石的裂隙初始点,且该分界点的物理意义更加明确,受仪器设备之间的配合误差也更小。(2)线弹性储能忽略了岩石弹塑性分界点以上峰值强度以下这部分的储能,在该部分岩石虽已发生损伤乃至破坏,但仍具有一定的储能能力。对此,开展了5个典型围压下的全程循环加卸载试验,采用峰值卸载曲线对岩石储能值进行求取,发现该储能计算值为线弹性储能值的1.2倍。同时,在研究中发现深部花岗岩的部分弹性应变具有时滞特征,对此开展了阶段加卸载试验研究。经过20天的滞弹性应变恢复监测,发现岩石在峰值卸载过程中会有5.6%左右的弹性时滞应变无法瞬时回弹,构建了考虑花岗岩时滞特征的弹性储能极限表征体系。(3)断裂力学理论指出,岩石等脆性材料在破坏过程中能量主要消耗于新裂隙的产生以及结构面之间的相互摩擦这两个方面,即分别对应为破碎耗能与摩擦耗能。基于此认识,针对深部花岗岩开展了不同冲击速率下的SHPB动载试验,初步建立了以能量密度为基础的破碎耗能模型。进而利用本团队自研发的高围压自密封SHPB动载冲击围压装置,考虑了深部地应力环境的实际情况,系统开展了4个典型围压和3个应力比(1:1、1:1.5和1:2)的动载冲击试验,进一步完善了深部花岗岩的破碎耗能模型。(4)现有研究大多围绕破碎耗能展开,关于摩擦耗能的研究有限,而摩擦耗能又是岩石能量体系中不可忽视的一部分。针对这部分不可忽略的摩擦耗能,设计了一种深部花岗岩剪切摩擦试验方法,通过开展不同竖直应力下的剪切摩擦试验,获得了深部花岗岩的摩擦耗能特性。进而,综合双目激光扫描、分形理论和PFC数值模拟等手段对摩擦耗能机制展开了探讨,研究发现,深部花岗岩的摩擦耗能主要消耗在表征结构面宏观起伏趋势的起伏度特征上,且随着竖直应力的增加,深部花岗岩摩擦耗能方式为由爬升向剪切破坏过渡。(5)最后,文章基于上述对深部花岗岩弹性储能机制与破碎、摩擦耗能特性的研究结果,以1000m深的三山岛金矿开采为例,以现场地应力实测数据为应力边界,模拟分析了矿山6个采场采用房柱法开采后90根矿柱的岩爆灾害趋势。并通过改进的SHPB长试样冲击试验,初步探讨了岩石能量的一维传播与散射规律,验证了能量具有可调控的可行性。在此基础上,以减小开挖扰动后能量积聚为主线,提出了能量均匀化理念,探索性地构建了锚网拱架协同支护体系,在一定程度上实现了围岩体能量的均匀展布,对深部开采中岩爆等动力灾害问题的防治提出了新思路。
Abstract
zi yuan de shen bu kai cai shi wei lai kuang ye fa zhan de bi ran qu shi ,ye shi wo guo “shen de ”gui hua zhan lve de chong yao fa zhan fang xiang 。shen bu yan ti zai gao de ying li de de zhi huan jing zhong biao xian chu gao du de fei xian xing ,shou jiang kai cai rao dong shi yan bao deng dong li zai hai wen ti tu chu 。yan jiu biao ming ,cai yong neng liang li lun fen xi yan bao deng shen bu dong li zai hai wen ti geng jia ke xue you xiao 。ben wen zhen dui yan bao deng shen bu dong li zai hai wen ti ,yi san shan dao jin kuang qian mi kai cai wei bei jing ,zai yan dan neng liang li lun ti ji de kuang jia xia ,ji yu duan lie li xue li lun bing kao lv yan dan dan xing ying bian shi zhi te zheng ,jie ge xian chang de ying li shi ce shu ju ,ji tong kai zhan le yan ti chu neng ji hao neng te xing de yan jiu ,di chu le neng liang jun yun hua diao kong li nian 。(1)xian dan xing chu neng shi yan bao zai hai neng liang pan ju de yi chong dian xing ju chong yao de ping pan zhi biao 。yan jiu xian dan xing chu neng de guan jian zai yu que ding zhun que de dan su xing fen jie dian 。shou xian yi sheng fa she jian ce de lie xi chu shi dian zuo wei hua gang yan cong dan xing chu neng xiang su xing hao neng guo du de fen jie dian ,tong guo yan dan chan zhou he san zhou ya su shi yan ,huo de le ji zu dian xing wei ya xia de xian dan xing chu neng zhi 。bing wei le pan ding lie xi chu shi dian shi fou wei hua gang yan de dan su xing fen jie dian ,yi tuo MTS815yan dan shi yan ji tong de chao gao kong zhi jing du ,she ji le yi ji lie ying li di zeng de jie ti xun huan jia xie zai shi yan ,que ding le san zu dian xing wei ya xia de yan dan dan su xing fen jie dian ,fa xian zhe ge fen jie dian lve da yu yan dan de lie xi chu shi dian ,ju gai fen jie dian de wu li yi yi geng jia ming que ,shou yi qi she bei zhi jian de pei ge wu cha ye geng xiao 。(2)xian dan xing chu neng hu lve le yan dan dan su xing fen jie dian yi shang feng zhi jiang du yi xia zhe bu fen de chu neng ,zai gai bu fen yan dan sui yi fa sheng sun shang nai zhi po huai ,dan reng ju you yi ding de chu neng neng li 。dui ci ,kai zhan le 5ge dian xing wei ya xia de quan cheng xun huan jia xie zai shi yan ,cai yong feng zhi xie zai qu xian dui yan dan chu neng zhi jin hang qiu qu ,fa xian gai chu neng ji suan zhi wei xian dan xing chu neng zhi de 1.2bei 。tong shi ,zai yan jiu zhong fa xian shen bu hua gang yan de bu fen dan xing ying bian ju you shi zhi te zheng ,dui ci kai zhan le jie duan jia xie zai shi yan yan jiu 。jing guo 20tian de zhi dan xing ying bian hui fu jian ce ,fa xian yan dan zai feng zhi xie zai guo cheng zhong hui you 5.6%zuo you de dan xing shi zhi ying bian mo fa shun shi hui dan ,gou jian le kao lv hua gang yan shi zhi te zheng de dan xing chu neng ji xian biao zheng ti ji 。(3)duan lie li xue li lun zhi chu ,yan dan deng cui xing cai liao zai po huai guo cheng zhong neng liang zhu yao xiao hao yu xin lie xi de chan sheng yi ji jie gou mian zhi jian de xiang hu ma ca zhe liang ge fang mian ,ji fen bie dui ying wei po sui hao neng yu ma ca hao neng 。ji yu ci ren shi ,zhen dui shen bu hua gang yan kai zhan le bu tong chong ji su lv xia de SHPBdong zai shi yan ,chu bu jian li le yi neng liang mi du wei ji chu de po sui hao neng mo xing 。jin er li yong ben tuan dui zi yan fa de gao wei ya zi mi feng SHPBdong zai chong ji wei ya zhuang zhi ,kao lv le shen bu de ying li huan jing de shi ji qing kuang ,ji tong kai zhan le 4ge dian xing wei ya he 3ge ying li bi (1:1、1:1.5he 1:2)de dong zai chong ji shi yan ,jin yi bu wan shan le shen bu hua gang yan de po sui hao neng mo xing 。(4)xian you yan jiu da duo wei rao po sui hao neng zhan kai ,guan yu ma ca hao neng de yan jiu you xian ,er ma ca hao neng you shi yan dan neng liang ti ji zhong bu ke hu shi de yi bu fen 。zhen dui zhe bu fen bu ke hu lve de ma ca hao neng ,she ji le yi chong shen bu hua gang yan jian qie ma ca shi yan fang fa ,tong guo kai zhan bu tong shu zhi ying li xia de jian qie ma ca shi yan ,huo de le shen bu hua gang yan de ma ca hao neng te xing 。jin er ,zeng ge shuang mu ji guang sao miao 、fen xing li lun he PFCshu zhi mo ni deng shou duan dui ma ca hao neng ji zhi zhan kai le tan tao ,yan jiu fa xian ,shen bu hua gang yan de ma ca hao neng zhu yao xiao hao zai biao zheng jie gou mian hong guan qi fu qu shi de qi fu du te zheng shang ,ju sui zhao shu zhi ying li de zeng jia ,shen bu hua gang yan ma ca hao neng fang shi wei you pa sheng xiang jian qie po huai guo du 。(5)zui hou ,wen zhang ji yu shang shu dui shen bu hua gang yan dan xing chu neng ji zhi yu po sui 、ma ca hao neng te xing de yan jiu jie guo ,yi 1000mshen de san shan dao jin kuang kai cai wei li ,yi xian chang de ying li shi ce shu ju wei ying li bian jie ,mo ni fen xi le kuang shan 6ge cai chang cai yong fang zhu fa kai cai hou 90gen kuang zhu de yan bao zai hai qu shi 。bing tong guo gai jin de SHPBchang shi yang chong ji shi yan ,chu bu tan tao le yan dan neng liang de yi wei chuan bo yu san she gui lv ,yan zheng le neng liang ju you ke diao kong de ke hang xing 。zai ci ji chu shang ,yi jian xiao kai wa rao dong hou neng liang ji ju wei zhu xian ,di chu le neng liang jun yun hua li nian ,tan suo xing de gou jian le mao wang gong jia xie tong zhi hu ti ji ,zai yi ding cheng du shang shi xian le wei yan ti neng liang de jun yun zhan bu ,dui shen bu kai cai zhong yan bao deng dong li zai hai wen ti de fang zhi di chu le xin sai lu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自北京科技大学的陈璐，发表于刊物北京科技大学2019-06-27论文，是一篇关于深部开采论文,岩爆论文,弹性储能极限论文,摩擦耗能论文,能量均匀化论文,北京科技大学2019-06-27论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自北京科技大学2019-06-27论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：深部开采论文; 岩爆论文; 弹性储能极限论文; 摩擦耗能论文; 能量均匀化论文; 北京科技大学2019-06-27论文;