一維動(dòng)靜組合載荷下不同埋深石英片巖力學(xué)特性研究.pdf

1、深部巖體的開采過程實(shí)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(dòng)載荷作用的破壞過程，本文以中國(guó)博士后基金項(xiàng)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(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)和SHPB試驗(yàn)裝置，通過單軸壓縮試驗(yàn)、常規(guī)沖擊試驗(yàn)和一維動(dòng)靜組合加載試驗(yàn)對(duì)錫鐵山鉛鋅礦不同埋深石英片巖的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)力學(xué)特性進(jìn)行研究，并利用ANSYS/LS-DYNA大型有限元分析軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證與補(bǔ)充

2、，為錫鐵山鉛鋅礦深部礦柱開采的爆破方案設(shè)計(jì)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?jī)?nèi)容及成果如下：
　?。?）通過對(duì)不同埋深石英片巖的單軸壓縮試驗(yàn)和常規(guī)沖擊試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，巖石的靜載抗壓強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)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(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度高于靜載抗壓強(qiáng)度。
　　（2）在一維動(dòng)靜組合加載試驗(yàn)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(dòng)力擾動(dòng)，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(huì)發(fā)生變形，內(nèi)部?jī)?chǔ)存一定彈性應(yīng)變能，增加巖石動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度，當(dāng)軸向靜壓小于40MPa時(shí)，動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度隨軸向靜壓的增加而增大，當(dāng)軸向靜

4、壓超過40MPa以后，會(huì)引起巖石產(chǎn)生微裂紋，發(fā)生微觀破壞，動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度又隨之降低。
　?。?）在錫鐵山鉛鋅礦的生產(chǎn)過程中，當(dāng)開采深度小于1428m時(shí)，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(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度越高，當(dāng)開采深度超過1428m后，地應(yīng)力過大，巖石裂紋發(fā)生擴(kuò)展貫通，動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度降低，因此錫鐵山鉛鋅礦在開采超過1428m深的礦柱時(shí)可以考慮減少炸藥量，節(jié)約生產(chǎn)成本，減小動(dòng)力擾動(dòng)。
　?。?）巖石吸收能量同樣