金属矿海底开采岩层裂隙的分形演化机理（英文）

发布时间：2023-03-20 03:44

　　本文通过三山岛金矿海底金属矿床开采岩石力学测试、相似模拟试验、岩层裂隙钻孔摄像观测、塑性区分布数值模拟计算和岩层变形监测,研究了金属矿海底开采岩层裂隙的分形演化机理。海底矿床花岗岩力学试验结果显示,随着载荷的增大,岩石变形能逐渐增大,声发射事件分形维数逐渐升高,达到峰值应力后,岩石声发射事件分形维数开始降低,破坏特征显现;岩石破坏分形维数演化分为四个阶段:裂隙孕育阶段、裂隙发育阶段、裂隙扩展阶段和破裂失稳阶段;计算得出花岗岩破坏裂隙分形维数为1.4514,与岩石声发射在破坏附近的平均分形维数1.4693相近。海底开采相似模拟试验结果表明,随着开挖的进行,岩层声发射分形维数逐渐增大,当顶板岩层安全厚度小于40m后,声发射分形维数开始降低,呈现突水征兆。通过三山岛金矿海底开采塑性区分布数值的模拟得出,出现破坏特征的塑性区分布分维数为1.4598,与相似模拟试验呈现突水特征的裂隙分形维数1.4364相近,三山岛金矿海底开采安全隔离层厚度需40m以上,验证了海底开采相似模拟试验结果。三山岛金矿海底开采岩层裂隙钻孔摄像和岩层变形多点位移计监测结果显示,岩层钻孔摄像裂隙分布和岩层变形能量释放的分形...

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