金厂峪金矿深部片麻岩力学特性及裂隙破裂扩展规律研究
发布时间：2021-02-28 16:01
随着浅部矿山资源逐渐枯竭,国内矿山逐步转入深部开采。对于深部岩石力学性质及破坏规律研究尚处于初始阶段,给矿山安全生产带来巨大挑战。为探究深部岩石力学特性及裂隙破裂扩展规律,以金厂峪金矿-640m深部片麻岩为研究对象,利用声发射技术及数值模拟手段,开展了深部岩石力学特性试验研究,得出主要研究结果如下:1)较完整岩石呈现出以张拉劈裂破坏为主的破坏形式,而深部含裂隙片麻岩试样呈现出以剪切破坏为主,张拉破坏为辅的复合型破坏形式。较完整片麻岩试样单轴抗压强度为110MPa左右,抗拉强度为10.66MPa,粘聚力为6.24MPa、内摩擦角为43.2°;而深部裂隙片麻岩试样由于裂隙的存在单轴抗压强度约占完整试样的40.48～72.74%,抗拉强度约占29.5～63.5%,粘聚力约占69.23%,内摩擦角减小约6.4°。2)从声发射时域、频域及RA-AF密度云图三个方面,数量、尺度及破坏类型三个角度,构建了一种宏观定性分析裂隙演化过程的方法。通过分析得知该方法能较为全面的分析裂隙的演化过程,得出声发射时域信号的突增和频域特征的密度增大可作为试样失稳的前兆特征。声发射振铃计数及能率的变化规律可以较好的反...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿山采样巷道图片
第1章绪论-5-图2静压巷道临界深度示意图Fig.2Schematicdiagramofcriticaldepthofstaticpressureroadway谢和平等人[7,8]根据深部地应力水平从力学角度对深部定义，指出我国平均埋深约为750~800m为深部状态。钱七虎等人[9-12]通过对传统弹塑性力学分析并结合工程实践，指出深部工程岩体具有分区破裂化现象，并将分区破裂化现象来定义临界深度。指出深部工程岩体力学条件还不能得到明确的概念，目前对于深部的定义仍然处在定性分析阶段，还没有深部定量计算的公式。国内外采矿及岩土工程专家及学者提出一系列有关“深部”的概念。一般认为，深部是指由于矿床埋藏较深，在矿山生产及施工过程中产生的有别于浅部开采的技术难题的矿山开采活动。目前，世界上不同国家对深部有不同的定义，目前普遍认为当开采深度达到600m以下即视为深部开采[13-16]。对于加拿大、南非等矿业发达国家，将开采深度达到800~1000m则认为是深部开采；日本也是矿业发达国家，将超过600m采深作为深井的“临界深度”；波兰和英国等国家将750m以下深度作为深井的“临界深度”[17]。由国内外对于“深部”的定义可知，不同国家有不同的定义，并存在一定的差异，国内也没有明确统一的对“深部”的定义。但就目前的矿山开采深度分析，经过多年的开采，矿山开采深度已经越来越深，国内已经有大量矿山开采达到600m以下的开采深度，一些矿山甚至达到1000m以下的超深部开采状态。不管如何定义“深度”的概念，当矿体埋深超过一定深度，施工达到一定深度（>500m）后，地下工作人员应该引起高度重视，随时可能进入深部开采，应该加强监测力度，充
SC-200型自动取芯机Fig.4SC-200automaticcoringmachine
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PFC3D模型的岩石宏细观力学参数相关性研究[J]. 崔嘉慧,梁奇锋. 科技通报. 2019(10)
[2]Discussions on rockburst and dynamic ground support in deep mines[J]. Charlie C.Li,Peter Mikula,Brad Simser,Bruce Hebblewhite,William Joughin,Xiaowei Feng,Nuwen Xu. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(05)
[3]基于离散元法的深部裂隙岩体地层直井井壁稳定性分析[J]. 张士科,于锦彩,付德伟. 安阳师范学院学报. 2019(05)
[4]岩石倾斜裂隙与水平裂隙扩展贯通试验及数值模拟研究[J]. 魏超,朱维申,李勇,王书刚,董振兴,蔡卫兵. 岩土力学. 2019(11)
[5]高应力下大型硬岩地下洞室群稳定性设计优化的裂化–抑制法及其应用[J]. 江权,冯夏庭,李邵军,苏国韶,肖亚勋. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[6]脆性各向异性岩石破坏过程数值模拟[J]. 姚池,何忱,蒋水华,杨建华,姜清辉. 工程力学. 2019(02)
[7]单一裂纹几何特征对岩石力学性质影响程度研究[J]. 张艳博,刘志超,梁鹏,姚旭龙,田宝柱,刘祥鑫. 煤矿开采. 2019(01)
[8]单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射频谱特征试验研究[J]. 张艳博,梁鹏,孙林,田宝柱,姚旭龙,刘祥鑫. 岩土力学. 2019(07)
[9]单裂隙岩体单轴压缩颗粒流数值模拟[J]. 姜兆华,林山泉. 建筑结构. 2018(S2)
[10]三轴循环加卸载下深部煤体损伤的能量演化和渗透特性研究[J]. 王向宇,周宏伟,钟江城,张雷,王超圣,安露. 岩石力学与工程学报. 2018(12)
博士论文
[1]深部强扰动底板裂隙岩体破裂机制及模型研究[D]. 李春元.中国矿业大学(北京) 2018
[2]裂隙性岩石力学特性及裂隙性围岩破裂机理研究[D]. 钟志彬.西南交通大学 2017
硕士论文
[1]充填料浆固结过程对深部裂隙岩体力学性能的影响研究[D]. 杨美宏.华北理工大学 2018
[2]深部大理岩卸荷力学特性及数值模拟研究[D]. 赵航.武汉理工大学 2012
[3]深部岩体分区破裂化机理研究[D]. 宋韩菲.重庆大学 2012
本文编号：3056093
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
矿山采样巷道图片
第1章绪论-5-图2静压巷道临界深度示意图Fig.2Schematicdiagramofcriticaldepthofstaticpressureroadway谢和平等人[7,8]根据深部地应力水平从力学角度对深部定义，指出我国平均埋深约为750~800m为深部状态。钱七虎等人[9-12]通过对传统弹塑性力学分析并结合工程实践，指出深部工程岩体具有分区破裂化现象，并将分区破裂化现象来定义临界深度。指出深部工程岩体力学条件还不能得到明确的概念，目前对于深部的定义仍然处在定性分析阶段，还没有深部定量计算的公式。国内外采矿及岩土工程专家及学者提出一系列有关“深部”的概念。一般认为，深部是指由于矿床埋藏较深，在矿山生产及施工过程中产生的有别于浅部开采的技术难题的矿山开采活动。目前，世界上不同国家对深部有不同的定义，目前普遍认为当开采深度达到600m以下即视为深部开采[13-16]。对于加拿大、南非等矿业发达国家，将开采深度达到800~1000m则认为是深部开采；日本也是矿业发达国家，将超过600m采深作为深井的“临界深度”；波兰和英国等国家将750m以下深度作为深井的“临界深度”[17]。由国内外对于“深部”的定义可知，不同国家有不同的定义，并存在一定的差异，国内也没有明确统一的对“深部”的定义。但就目前的矿山开采深度分析，经过多年的开采，矿山开采深度已经越来越深，国内已经有大量矿山开采达到600m以下的开采深度，一些矿山甚至达到1000m以下的超深部开采状态。不管如何定义“深度”的概念，当矿体埋深超过一定深度，施工达到一定深度（>500m）后，地下工作人员应该引起高度重视，随时可能进入深部开采，应该加强监测力度，充
SC-200型自动取芯机Fig.4SC-200automaticcoringmachine
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PFC3D模型的岩石宏细观力学参数相关性研究[J]. 崔嘉慧,梁奇锋. 科技通报. 2019(10)
[2]Discussions on rockburst and dynamic ground support in deep mines[J]. Charlie C.Li,Peter Mikula,Brad Simser,Bruce Hebblewhite,William Joughin,Xiaowei Feng,Nuwen Xu. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2019(05)
[3]基于离散元法的深部裂隙岩体地层直井井壁稳定性分析[J]. 张士科,于锦彩,付德伟. 安阳师范学院学报. 2019(05)
[4]岩石倾斜裂隙与水平裂隙扩展贯通试验及数值模拟研究[J]. 魏超,朱维申,李勇,王书刚,董振兴,蔡卫兵. 岩土力学. 2019(11)
[5]高应力下大型硬岩地下洞室群稳定性设计优化的裂化–抑制法及其应用[J]. 江权,冯夏庭,李邵军,苏国韶,肖亚勋. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[6]脆性各向异性岩石破坏过程数值模拟[J]. 姚池,何忱,蒋水华,杨建华,姜清辉. 工程力学. 2019(02)
[7]单一裂纹几何特征对岩石力学性质影响程度研究[J]. 张艳博,刘志超,梁鹏,姚旭龙,田宝柱,刘祥鑫. 煤矿开采. 2019(01)
[8]单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射频谱特征试验研究[J]. 张艳博,梁鹏,孙林,田宝柱,姚旭龙,刘祥鑫. 岩土力学. 2019(07)
[9]单裂隙岩体单轴压缩颗粒流数值模拟[J]. 姜兆华,林山泉. 建筑结构. 2018(S2)
[10]三轴循环加卸载下深部煤体损伤的能量演化和渗透特性研究[J]. 王向宇,周宏伟,钟江城,张雷,王超圣,安露. 岩石力学与工程学报. 2018(12)
博士论文
[1]深部强扰动底板裂隙岩体破裂机制及模型研究[D]. 李春元.中国矿业大学(北京) 2018
[2]裂隙性岩石力学特性及裂隙性围岩破裂机理研究[D]. 钟志彬.西南交通大学 2017
硕士论文
[1]充填料浆固结过程对深部裂隙岩体力学性能的影响研究[D]. 杨美宏.华北理工大学 2018
[2]深部大理岩卸荷力学特性及数值模拟研究[D]. 赵航.武汉理工大学 2012
[3]深部岩体分区破裂化机理研究[D]. 宋韩菲.重庆大学 2012
本文编号：3056093
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