采用GDS VIS 400 HPTAS三轴流变仪与PCI-2声发射系统,对红砂岩进行了单轴压缩条件下声发射震源定位试验,以矩张量分析方法为主要分析方法,研究了红砂岩破坏过程中剪切型、张拉型与混合型声发射震源空间分布特征与演化规律及其对应的主...采用GDS VIS 400 HPTAS三轴流变仪与PCI-2声发射系统,对红砂岩进行了单轴压缩条件下声发射震源定位试验,以矩张量分析方法为主要分析方法,研究了红砂岩破坏过程中剪切型、张拉型与混合型声发射震源空间分布特征与演化规律及其对应的主频特征,提出了基于累计声发射震源数非线性增长特征的起裂应力与损伤应力估测方法,与基于微裂纹非稳定发展阶段震源主频特征的岩石破坏预测方法。研究结果表明:在微孔隙压密阶段声发射震源分布远离试件的轴线,主要分布于试件上、下两端面附近。在弹性至微裂纹稳定发展阶段声发射震源遍布整个试件,并且具有向试件中心发展的趋势。在微裂纹非稳定发展阶段,声发射震源主要集中于试件中上部与中下部。不同类型震源演化规律与加载应力大小有关。当加载应力大于起裂应力但小于损伤应力时,剪切型震源迅速增长;当加载应力大于损伤应力时,张拉型与混合型震源进入相对快速增长期,并且剪切型震源快速增长起始应力与张拉型、混合型震源快速增长起始应力,分别与起裂应力、损伤应力具有良好的对应关系。在红砂岩破坏过程中,剪切型、张拉型与混合型震源的主频范围主要位于0~50,100~150与250~350 kHz。在微裂纹非稳定发展阶段,仅剪切型震源存在200~250 kHz信号,该特征可作为单轴压缩条件下红砂岩破坏的前兆特征。研究结果在一定程度上验证了在岩石破坏过程中不同类型震源具有不同的主频特征,可为基于声发射监测的岩石破坏预测方法研究提供参考。展开更多
针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中。通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验...针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中。通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验,分析了HSCA径向膨胀压应力大小及其分布规律与水灰比的关系。分别从膨胀压应力分布特征、主裂纹定向控制方法与破岩时效性3个方面,论证了通过HSCA静力破岩实现金属矿山遗留矿柱安全低损回采的可行性。研究结果表明:当水灰比大于理论最优水灰比时,膨胀压应力随着水灰比的增大而减小。对于上向倾斜装药孔膨胀压应力沿孔底至孔口方向呈增大趋势,对于下向倾斜装药孔膨胀压应力则呈减小趋势。采用HSCA静力破岩对遗留矿柱进行回采,遗留矿柱主裂纹走向可通过对装药孔进行预切槽、增设诱导片或新增诱导孔等方式进行定向控制,进而有效降低非破岩区矿岩的再损伤。因此,对于不宜采用爆破破岩方式对遗留矿柱进行回采的区域,HSCA静力破岩不仅有利于保障遗留矿柱回采安全,而且可提高遗留矿柱回收率。研究成果可为进一步探索金属矿山遗留矿柱回采破岩新理论与新技术提供参考。展开更多
文摘针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中。通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验,分析了HSCA径向膨胀压应力大小及其分布规律与水灰比的关系。分别从膨胀压应力分布特征、主裂纹定向控制方法与破岩时效性3个方面,论证了通过HSCA静力破岩实现金属矿山遗留矿柱安全低损回采的可行性。研究结果表明:当水灰比大于理论最优水灰比时,膨胀压应力随着水灰比的增大而减小。对于上向倾斜装药孔膨胀压应力沿孔底至孔口方向呈增大趋势,对于下向倾斜装药孔膨胀压应力则呈减小趋势。采用HSCA静力破岩对遗留矿柱进行回采,遗留矿柱主裂纹走向可通过对装药孔进行预切槽、增设诱导片或新增诱导孔等方式进行定向控制,进而有效降低非破岩区矿岩的再损伤。因此,对于不宜采用爆破破岩方式对遗留矿柱进行回采的区域,HSCA静力破岩不仅有利于保障遗留矿柱回采安全,而且可提高遗留矿柱回收率。研究成果可为进一步探索金属矿山遗留矿柱回采破岩新理论与新技术提供参考。
