金川矿山深部岩石岩爆倾向性研究

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岩爆是深井硬岩矿山开采中的重要地质灾害之一。为了不断减少并从根本上防治岩爆,国内外对其发生机理、预测预报方法及防治技术进行了广泛的试验研究和理论研究。但由于岩爆的极端复杂性,加之矿山地质条件的多样性和工程条件的多变性,迄今还远未攻克这一难题。而对于国内最大的镍生产基地—金川矿山深部开采中岩爆倾向性的预测研究更是寥寥无几,针对这一问题,本论文结合金川集团公司重大项目“金川矿山深部高强度采掘条件下的岩石力学研究”,提出“金川矿山深部岩石岩爆倾向性研究”的课题,就岩爆发生机理、预测预报方法及防治技术进行了深入系统的研究,论文主要研究工作和研究结论总结如下:1.分析了岩爆类型及形成机制、岩爆倾向性预测方法。提出岩爆作用机理的三个主要理论:强度理论、能量理论、冲击倾向性理论;岩爆预测预报的三种主要方法:基于岩石力学理论的预测、现场预测以及基于数学方法的预测。2.从金川二矿区现场选取了大量典型岩样,对其中四种岩样进行单轴抗压强度试验、抗拉强度试验、卸荷条件下典型岩石变形试验和全应力—应变曲线试验,得出各岩样的基本物理力学参数、能量冲击性指标(WCF)和弹性应变能指数(WET)。并从能量角度出发,通过能量冲击性指标判据和弹性应变能指数判据来预测岩爆倾向性程度。同时根据金川深部矿区埋藏深,地应力大的特点,作者在前人对金川二矿区地应力研究的基础上,分析推导出矿区地下1000米深度处的地应力值。并从应力角度出发,结合Russene判据、Barton判据和Hoek判据三种主要应力判据,预测岩爆倾向性程度。3.针对岩爆发生的可能性,进一步论述了岩爆特征及其影响因素,在对岩爆控制进行研究中,提出了岩爆控制原则,较为详细地讨论了岩爆防治措施。论文针对金川矿山深部岩石岩爆倾向性研究课题所作的现场调查与理论预测研究工作,为金川矿山的开采设计提供了参考和决策依据。论文发展的矿山深部岩石岩爆倾向预测及控制理论与防治措施不仅具有重要的理论意义,而且对于指导我国深井开采的生产实践,防治岩爆灾害具有重要的实用价值和指导意义。
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