深部采矿岩石力学进展
何满潮1
武毅艺2
高玉兵3
陶志刚3
1.中国矿业大学(北京) 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京) 力学与土木工程学院,北京 100083;吉林大学建设工程学院,吉林长春 1300212.中国矿业大学(北京) 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;吉林大学建设工程学院,吉林长春 1300213.中国矿业大学(北京) 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京) 力学与土木工程学院,北京 100083
摘要：随着煤炭开采日益向深部发展,深部采矿引发的围岩大变形破坏和强冲击动力灾害日益严峻.在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动、强流变及多场耦合的复杂地质力学环境下,深部采场的应力场特征、煤岩体破碎性质、岩层移动及能量的积聚释放规律等均发生了显著变化.针对深部采矿中的岩石力学问题,论述了笔者及团队在深部采煤方法、深部巷道破坏机理与围岩控制、深井热害与地热利用三大方向取得的进展,主要包括:①提出了平衡开采理论和实现平衡开采的 110/N00工法,进行了千米深井现场工程应用;②构建了深部"非均压建井"模式,研发了实现深井稳定提升的SAP系统,形成了可大幅简化井巷工程量和提高矿井采出率的建井方法;③研发了多套适用于研究深部岩体在水、高温、高压、结构效应及多场耦合作用下发生宏观破坏的实验系统和可进行微观层面演算的超算系统,揭示了深部软岩大变形破坏机理及多尺度力学特性;④研制了深部岩体冲击型和应变型岩爆实验系统,阐述了深部岩体冲击能量沿开挖临空面瞬间释放的非线性动力学行为;⑤提出了深部巷道开挖补偿支护理论,进一步发展了具有高恒阻、高延伸率、强吸能和耐冲击超常力学特性的NPR支护材料和技术;⑥研发了模拟深部高温、高湿和高压环境下的岩体热力学实验系统,提出了热害治理和热能资源化利用方法,建立了深部热害治理与热能综合利用系统(HEMS).相关研究成果已在深部开采领域得以应用,可为深部采矿面临的复杂岩石力学问题提供借鉴.
关键词：深部开采岩石力学110/N00工法巷道变形围岩控制矿井热害
分类号：TD31(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52204164)国家重点研发计划(2016YFC0600900)中央高校基本科研业务费资助项目(2023ZKPYSB01)
论文发表日期：2024-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：25( 75-99 )
英文信息