礦岩誘導崩落過程微破裂演化規律研究

《礦岩誘導崩落過程微破裂演化規律研究》是依託東北大學，由張國聯擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：礦岩誘導崩落過程微破裂演化規律研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張國聯
• 依託單位：東北大學

中文摘要

本項目緊緊圍繞礦岩誘導崩落機理及礦岩可崩性評價的科學問題開展研究，旨在探討礦岩誘導崩落的條件和規律。首先,以實際工程為背景，在實驗室構建大尺度相似材料模型，通過實驗室和現場對比監測，得到誘導崩落過程的聲發射（微震）信息；再採用信號識別、聲源定位、小波分析技術得到有效聲發射（微震）量化信息。同時套用大規模並行計算技術和三維有限元軟體，分析誘導崩落過程中的應力場遷移規律和破裂過程。然後，將聲發射（微震）時空演化特徵與三維背景應力場遷移信息疊加，建立礦岩從微觀破裂到巨觀破壞之間的內在聯繫和臨界條件。最後，形成基於聲發射（微震）信息的動態可崩性評價方法和指標體系，確立誘導工程參數和聲發射（微震）信息與崩落範圍之間的關聯規律，為誘導崩落工藝提供技術支持。本項目研究結果對於推廣套用自然崩落法，實現低成本、高效率採礦具有重要理論和實際意義。

結題摘要

針對誘導冒落問題，採用聲發射實驗和數值模擬相結合的方法，運用岩石力學、損傷力學理論，配合相似材料模擬實驗，通過監測誘導崩落過程的微震信息，採用信號識別、聲源定位等技術獲取有效的微震量化信息。採用基於大規模並行計算的三維有限元分析軟體求解三維背景應力場，分析誘導崩落過程中內部應力場、位移場和裂紋的演化過程，以及由此誘發的聲發射分布規律。通過分析聲發射活動與岩石破裂失穩過程之間的聯繫，系統研究了岩石失穩破壞聲發射前兆特徵。通過分析礦岩應力場的演化和破壞過程，尋求礦岩從微觀破裂到巨觀破壞之間的內在聯繫和臨界條件，得到了誘導冒落過程中冒落體形態特徵和參數，為建立基於微震信息的動態可崩性評價方法提供理論支撐。以東北大學岩石破裂與失穩研究中心紅透山銅礦、弓長嶺鐵礦為研究現場，建立礦山采場微震監測系統，通過遠距離數據傳送，實現對礦山開採活動引起的微震活動性及相關實時連續監測，獲取大量的微震活動時空分布數位化記錄，通過對礦山微震活動性、背景應力場演化與開採活動之間關係的研究，為誘導冒落提供預測指導。