基于時空效應(yīng)的海下開采安全隔離層厚度研究.pdf

1、隨著礦產(chǎn)資源的不斷消耗,尤其是陸地資源已出現(xiàn)被消耗殆盡的趨勢,因此在陸地資源耗竭之前,盡早開辟新的資源供給渠道已是當(dāng)今各國共同的抉擇。海底作為地球上尚未被人類充分認(rèn)識和開發(fā)的領(lǐng)域,其包含的礦物資源礦種多,數(shù)量大,品位富,有巨大的開發(fā)利用前景,因此海洋資源必將成為最大的潛在戰(zhàn)略資源基地。然而海底開采有著其特殊性,保證資源的安全回收與綜合利用是海底采礦持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵。隔離層的穩(wěn)定性對于礦山地下開采有著非常重要的意義。而海底開采的隔離層穩(wěn)

2、定性又不同于露天礦山,在隔離層厚度的預(yù)留計(jì)算上考慮的問題比較多。怎樣安全而又經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行海底采礦是目前研究的重要課題。本文以山東萊州三山島海底金礦為研究背景,從理論上探討了時空效應(yīng)在海底開采安全隔離層厚度計(jì)算上的影響,提出了考慮時空的因素,改進(jìn)開采順序和工藝,科學(xué)的利用巖體自身強(qiáng)度控制巖層位移的潛力,并從巖梁力學(xué)模型出發(fā),理論分析計(jì)算了隔離層安全厚度,同時通過數(shù)值模擬的方法計(jì)算出海底開采的臨界安全隔離層厚度,與理論計(jì)算進(jìn)行了對比分析。主要

3、研究成果如下:
　　 (1)系統(tǒng)的闡述了海底開采安全頂板厚度研究現(xiàn)狀,引入了時空效應(yīng)的概念,以及在工程中具體的應(yīng)用方法。
　　 (2)對三山島金礦主要礦巖的物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn),測定了物理力學(xué)參數(shù)。
　　 (3)建立了不同情況下的巖梁力學(xué)模型,為海底采礦的安全頂板厚度研究提供了理論依據(jù)。并從巖梁力學(xué)模型出發(fā)理論計(jì)算出了隔離層厚度值。
　　 (4)利用三維有限元分析軟件ANSYS驗(yàn)證了空間效應(yīng)在地下空