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文檔簡介
1、金川二礦區(qū)目前已開采至850米水平,距地表已接近或超過1000米。隨著開采進入深部以來,開采中各種問題接踵而來,如巷道斷面收斂、地下水的影響突出、上部充填體的穩(wěn)定性等都嚴重影響礦區(qū)深部的安全生產(chǎn),為此,金川集團公司設立了第一個以深部巖石為研究對象的科技攻關項目——《金川二礦區(qū)高強度采掘條件下的深部巖石力學研究》,研究金川二礦區(qū)深部巖石干燥和飽水兩種狀態(tài)下基礎力學特性及其應用,本文結合此科技攻關項目,開展了金川二礦區(qū)深部巖體力學參數(shù)取值、
2、巖石亞臨界裂紋擴展、巖石粘彈塑性及水影響的研究。主要研究內容如下:
(1)統(tǒng)計以往地應力資料,提出了深部地應力預測的擬合方程,根據(jù)已有850-1000米水平地質資料,采用有限元軟件Midas-GTS模擬分析了850-1000米水平的地應力;根據(jù)深部巖石力學實驗及深部地質調查結果,將現(xiàn)有巖體力學參數(shù)取值方法結合,給出了金川二礦區(qū)深部巖體力學參數(shù)建議值。
(2)針對深部存在的較完整巖體巷道,圍巖裂紋的擴展、貫通造成破壞的
3、特點,選取大理巖與花崗巖作為研究對象,采用雙扭試件常位移松弛法研究了兩種巖石飽水與干燥狀態(tài)下亞臨界裂紋擴展規(guī)律,分析了水對亞臨界裂紋擴展及門檻值的影響;在斷裂力學基礎理論與應力腐蝕基礎上,進行了亞臨界裂紋擴展理論工程應用的初步研究。
(3)深部巷道斷面收斂嚴重,具有很強的流變特性,且水的存在對其影響巨大,為此,選取了含輝橄欖巖及斜長角閃巖試樣,采用分級增量循環(huán)加卸載的流變試驗方案,研究了兩種巖石在干燥和飽水狀態(tài)下粘彈塑性,分析
4、了水對兩種巖石的粘彈塑性的影響。依據(jù)試驗結果,選取了廣義開爾文模型模擬試驗結果,確定了其流變參數(shù),分析了水對流變參數(shù)的影響。
(4)對廣義開爾文模型進行了改進,使其能適應巖石的破壞特點;基于流固耦合理論,推導了流固耦合作用下巖石有限元流變模型,為進一步程序開發(fā)研究提供了理論基礎。
(5)利用有限元軟件Midas-GTS模擬分析了850米水平深部巷道的穩(wěn)定性,依據(jù)分析結果,給出了巷道位置及斷面選擇的建議;利用有限差分法
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