基于Kaiser效应红透山铜矿原岩应力测量.pdf

《基于Kaiser效应红透山铜矿原岩应力测量.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第28卷第1期有色矿冶Vo1．28．№12012年2月N0N—FERROUSMINGANDMETALLURGYFebruary2012文章编号：1007—967X(2012)01—00t0—03基于Kaiser效应红透山铜矿原岩应力测量姜洪波(中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司，辽宁抚顺113321)摘要：红透山铜矿是国内采深最大的金属矿山之一，其深部地压显现形式具有典型性。为了解深部岩体的应力状态及分布特征，应用Kaiser效应的方法进行了原岩应力的测量。岩石试样取自-467～一827水平11个位置，进行单轴压缩声发射实验。结果表明：在

2、深度为720～1080m的范围内垂向应力值随埋深变大而持续增加，在量值均高于上覆岩体的自重，与埋深近似于呈线性关系；在一767中段以下应力较高，达42MPa以上，表明深部存在着较高的应力环境。关键词：红透山铜矿；Kaiser效应；原岩应力；声发射中图分类号：P618．41文献标识码：B原岩应力的测量对矿山开采设计具有重要意现场测量方法相比，基于Kaiser效应的声发射测试义，随着我国地下矿山的开采深度持续增长，由地压方法具有测量成本低，方法简便、快捷，不受现场条变化引起的冒落和岩爆现象时有发生。尽管这些地件限制等突出优点。质灾害发生在围岩

3、的范围内，但由于原岩应力的作本次研究采用Kaiser效应的方法，所谓Kaiser用，围岩中应力状态发生变化，在绝大多数情况下是效应是指1953年德国学者Kaiser在实验中他发现在原岩应力基础上的应力集中或卸荷作用。由此可的声发射的不可逆现象。1963年，Goodman等种对见，围岩稳定性的决定因素是其原岩应力的作岩石材料进行试验，发现岩石的声学特性也具有对用⋯。准确掌握深部岩体的原岩应力的分布状态，其受力历史的记忆性。后来，Kaiser效应就因其能可为高效完全的回收地下资源和确保采矿作业中的直观表现岩石的记忆能力而备受关注，并目被广泛安

4、全生产提供科学数据。地应用于测试原岩应力。红透山铜矿位于抚顺市清原县，建于1958年，2试样制备与实验过程目前的开采深度为1100m，开拓深度达1300m以上，是国内采深最大的金属矿山之一。在进入深部岩石Kaiser效应的力学本质是岩石对自身受到开采后，地压显现类型由浅部受重力控制的静态型的损伤程度的记忆，它明确表达了岩石材料破坏过地压转变为受构造控制的动态型地压。此次原岩应程的不可逆性。1957年，Hubbert和Willis提出原岩力测量的目的主要是为了了解红透山铜矿不同深部应力是三个互相垂直而又不相等的应力，即两个水位置的原岩应力状

5、态。平主应力与一个垂直主应力，目前已得到世界各国地应力测量结果证实。为此，本次实验的方法为统l原岩应力测试方法一选取垂直方向的试样进行单轴压缩实验，主要考依据测量基本原理的不同，原岩应力测试方法虑到垂直取样可以保证与原岩应力场中的垂直主应分为直接法和间接法两大类。目前，大多数的直接力方向是一致的，目的在于研究该方向上的岩石对测量方法需要在现场进行，设备庞大、过程繁杂、成红透山铜矿原岩应力的“记忆”。本高昂、费工费时；间接测量的方法需要测定或估计2．1试样的制备相关的参数，目前尚有许多关键技术问题有待突破。实验的取样地点为红透山铜矿一467

6、～一827而通过声发射(AE)的方法测量原岩应力是目前能水平的岩体，岩样为黑云母(角闪)斜长片麻岩和辉够在实验室进行的简便方法，与其它各种原岩应力绿岩，保证岩样新鲜，结构均匀，具有一定强度，无裂基金项目：“十一五”国家科技支撑项目(课题编号2008BAB34B02)}收稿日期：2011—09—13作者简介：姜洪波(1975一)，男，工程师，主要从事采矿技术与管理工作。第1期姜洪波：基于Kaiser效应红透山铜矿原岩应力测量纹、裂隙、不含水。取样方式为在新开拓的掌子面附距离，以减小压力机的干扰。加载前安好荷载和位近撬取顶板毛石和垂向地质钻开

7、口岩芯，对顶板毛移传感器，由动态数字采集仪采集荷载数据。准备石按其原始位置的垂直方向加工成长方体试样，规工作完成以后，同时启动加载系统，声发射监测设格为70mm×70mm×150mm，岩芯按直径、长度比备，动态数字采集仪，加载速率控制在1．6kN／s。为1／2(65mm×130mm)截取。在一767水平有4实验过程对试样加载至破坏，同步记录作用于试样个取样点，位置如图1所示，垂直方向上在七个水平表面的应力和AE数。取样，具体的编号、位置及埋深见图2。每个取样点3实验结果及分析制备一定数目的试样，从取样到实验的时间间隔小于2个月。3．1Ka

8、iser效应点的确定方法基于Kaiser效应的最初定义，Kaiser效应点之前的AE数应该为零，可绝大多数岩石的单轴压缩，由于微裂隙间的磨擦作用，Kaiser效应点之前的AE0l数都不为零。同