《高應力硬岩礦床非爆連續開採理論與技術的基礎研究》是依託中南大學，由李夕兵擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：高應力硬岩礦床非爆連續開採理論與技術的基礎研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：李夕兵
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
深部硬岩礦床開採擾動誘發岩爆事故頻發、岩體大面積高強度彈射和冒落使得傳統金屬礦開採成本高、效率低、安全性差。同時，高應力硬岩開挖過程中表現出來的好鑿好爆、開挖卸荷後圍岩碎裂化、小擾動後岩石便會自裂等現象給我們啟示：工程誘導或非爆擾動可以誘發高應力硬岩大規模碎裂，從而實現高應力硬岩儲能從岩爆災害源向礦岩碎裂動力源的可控轉變，繼而部分或全部替代弊端凸顯的金屬礦傳統鑿岩爆破採礦方法。項目從高應力硬岩的受力特徵入手，室內實驗、理論分析、數值仿真、現場試驗相結合，細觀到巨觀，在深入揭示動靜組合載入下岩石力學行為和岩體結構動力特徵的基礎上，準確把握動力擾動下高應力硬岩的破裂機理和能量釋放規律，提出利用機械或相關擾動技術實現高應力硬岩原始儲能激發釋放和可控利用的原理和途徑，探索高應力硬岩礦床合理的破岩方式、開採技術與原創模式，繼而形成高應力硬岩礦床的非爆連續開採理論與技術體系。
結題摘要
項目針對深部硬岩礦床的傳統爆破法容易誘發岩爆這一問題，提出非爆連續開採的理念，綜合運用室內實驗、理論分析、數值仿真、現場試驗等多種手段和工具進行研究。首先，從高應力硬岩的受力特徵入手，提出岩石動靜組合載入理論，獲得一維和多維動靜組合載入下岩石的強度和變形規律，揭示動力擾動下高應力硬岩的行為特性與破裂機理；接著，為再現深部工程岩石的開挖回響，開展圍壓卸載下高應力岩石的動態破壞研究，在室內實驗的基礎上，用理論和數值方法揭示不同卸載速度和路徑下岩石的破壞機理；然後，針對動態和靜態條件下岩石破壞模式的不同，實驗發現了高應力硬岩的板裂破壞現象，並用於揭示應變型岩爆的發生機理；進而，利用大型數值軟體，對富含地質缺陷的高應力岩體的開挖失穩進行仿真分析，揭示了不同節理條件和埋深狀況下硬岩的冒落機理；同時，項目開展深部高應力岩體開挖破裂的微震監測研究，提出了無需聲波波速的新型微震定位方法，在現場監測基礎上揭示礦山岩爆及地震機理，完善岩爆預測的剛度方法；另一方面，進行高應力硬岩非爆開採的開挖機械和開挖工藝研究，通過機具與岩石作用分析，發現衝擊和靜壓聯合破岩效率更好，並由此獲得適合不同岩性岩石的最佳破岩載荷；最後，通過人工誘導技術，實現高應力硬岩岩體的機械化開挖，鬆動圈和掘進效果結果初步表明高應力硬岩非爆連續開採技術的可行性，研究為深部金屬礦安全高效開採提供了堅實的理論支撐。 對照原計畫任務書，項目無論在科學內容還是預期成果指標上，都圓滿完成，期間發表標註本基金號論文80篇，SCI收錄30篇、EI收錄50篇，獲得授權國家發明專利9項，獲得國家科技進步獎1項，省部級獎勵5項，依託項目畢業博士研究生11人，碩士研究生17人。
