一維動靜組合載荷下不同埋深石英片巖力學特性研究.pdf

1、深部巖體的開采過程實際上是巖石在受到地應(yīng)力的靜載荷作用下又受到爆破應(yīng)力動載荷作用的破壞過程，本文以中國博士后基金項目（2014M562529XB）為依托，以錫鐵山鉛鋅礦深部高應(yīng)力開采工程為研究背景，采用RMT-150C巖石力學試驗系統(tǒng)和SHPB試驗裝置，通過單軸壓縮試驗、常規(guī)沖擊試驗和一維動靜組合加載試驗對錫鐵山鉛鋅礦不同埋深石英片巖的靜態(tài)與動態(tài)力學特性進行研究，并利用ANSYS/LS-DYNA大型有限元分析軟件對試驗結(jié)果進行驗證與補充

2、，為錫鐵山鉛鋅礦深部礦柱開采的爆破方案設(shè)計和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防工作提供一定參考，幫助礦山解決目前面臨的炸藥單耗大、爆破邊界難以控制、部分巷道隨開采深度加深和爆破次數(shù)增多出現(xiàn)片幫現(xiàn)象等問題。主要研究內(nèi)容及成果如下：
　　（1）通過對不同埋深石英片巖的單軸壓縮試驗和常規(guī)沖擊試驗發(fā)現(xiàn)，巖石的靜載抗壓強度和動態(tài)抗壓強度都隨著埋深的增加而增大，并且在相同埋深的情況下，巖石的動態(tài)抗壓強度高于靜載抗壓強度。
　?。?）在一維動靜組合加載試驗中頻

3、繁多次小入射能量的撞擊下，試件吸收能量和反射能量穩(wěn)定在較小的數(shù)值范圍內(nèi)，能量大部分以透射方式釋放，試件能保持很好的完整性，表明在錫鐵山鉛鋅礦深部高應(yīng)力開采環(huán)境下，控制好每次爆破的裝藥量，盡量減小動力擾動，可以很好的保證礦柱和圍巖的穩(wěn)定性，減小地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。
　?。?）通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，施加軸向靜壓后巖石會發(fā)生變形，內(nèi)部儲存一定彈性應(yīng)變能，增加巖石動態(tài)抗壓強度，當軸向靜壓小于40MPa時，動態(tài)抗壓強度隨軸向靜壓的增加而增大，當軸向靜

4、壓超過40MPa以后，會引起巖石產(chǎn)生微裂紋，發(fā)生微觀破壞，動態(tài)抗壓強度又隨之降低。
　?。?）在錫鐵山鉛鋅礦的生產(chǎn)過程中，當開采深度小于1428m時，隨著埋深的增加，巖石內(nèi)部孔隙在地應(yīng)力作用下被壓縮的越緊密，動態(tài)抗壓強度越高，當開采深度超過1428m后，地應(yīng)力過大，巖石裂紋發(fā)生擴展貫通，動態(tài)抗壓強度降低，因此錫鐵山鉛鋅礦在開采超過1428m深的礦柱時可以考慮減少炸藥量，節(jié)約生產(chǎn)成本，減小動力擾動。
　?。?）巖石吸收能量同樣