地下金属矿诱导致裂理论与工程实践

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人类对岩体工程进行的一系列的工程活动,这些工程活动势必要影响或破坏岩体的应力平衡状态,造成地应力的重分布,如果不能合理利用和控制应力重分布,势必造成岩体位移、失稳、崩落、垮塌等一系列不可修复性的破坏。事物都有它的两面性,本文从辩证角度出发,高应力可以诱发灾害,也可以被正确利用用以破岩,因此本文针对高应力矿岩诱导致裂问题作了以下研究:(1)结合岩石岩体卸荷破坏规律及特征,运用断裂力学理论推导二次开挖后围岩破裂损伤深度及破坏范围。(2)分析顶板失稳的结构力学特征,结合矿岩爆破致裂技术,提出了矿岩致裂爆破与崩落法相结合的诱导致裂崩落采矿思路,归纳了围岩诱导致裂崩落的三个基本条件:破坏条件,临空面条件,平衡条件。(3)在诱导致裂崩落采矿思路的基础上,设计了多分段诱导致裂崩落采矿方案,通过对设计方案的开采顺序及开挖的模拟发现:人为调整上下分层各矿块的开采顺序,可控制二次开挖产生的集中应力方向,将其转化为预破坏力对矿块进行致裂破坏。(4)组织了采矿方案施工,通过布置上下分层各矿块开采顺序,人为控制集中应力转移,并采用诱导致裂爆破技术,控制矿块自然崩落,达到了良好的效果。大大节约了开采成本,提高了矿山生产效率。
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