深部岩体岩爆倾向性预测及其储能流态化调控研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51704014
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0405.矿山开采工程
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

As the shallow resources are exhausted, the metal mineral resources mining in kilometer class and even deeper are becoming as a normal behavior. It is due to the fully complex existing conditions and geostress environment of deep rock mass, the high order rockburst etc. dynamic disaster are occurring constantly. Meanwhile, the disaster in deep rock mass is a violent and momentary dynamic unstability process which is a high nonlinear states. Hence, if the characteristic of energy storage and energy consumption in high geostress hard rock could be obtained, the high level stored energy in hostrock can be adjusted, the transfer mechanism between the disasters’ energy and the rock breakage energy can be explored. The induced mining and homogeneous distribution could be realized. And the goal on active utilization of the deep high storage energy could be achieved. In this study, By using the large scale true triaxial rock testing system, dynamic and static multifunction loading system, a series of lab tests would be carried out with different loading processes and different disturbed conditions. Then, the law between the damages and the energy accumulation, the characteristic of energy consumption and kinetic energy of dynamic disaster can be analyzed. The transfer mechanism between the geostress field and energy field could be built. The fluidal characteristic with differernt boundary condition could be analyzed. Also, the way of realization on the induced mining and homogeneous distribution could be explored.
随着浅部资源的开采殆尽,千米级乃至更深的深部金属矿产资源开采已成为常态。由于深部岩体的赋存条件及应力环境十分复杂,不同工程活动方式诱发的高量级岩爆等动力灾害更加凸显。同时,深部岩体动力灾害是一种高度非线性状态下强烈瞬时的动态失稳过程。因此,若能从高应力硬岩储能特性和开挖能耗特性入手,对深部岩体储存的高量级能量进行调控,探索灾变能向岩石破碎能的良性转化机制,实现开采断面能量诱导开采,支护巷道的能量均匀化分布,达到深部储能岩体的能量主动利用。本研究拟通过大尺寸真三轴伺服试验系统和多功能岩石动静组合加载系统,开展不同加载过程、扰动方式下岩石的试验研究,分析不同地应力环境下岩石损伤积累和能量积聚规律,能耗特性及灾变驱动能,建立应力场与能量场之间的转化机制,分析不同边界条件下的能量流态化特性,探寻能量诱导开采和能量场展布均匀化的途径。

结项摘要

随着浅部资源的开采殆尽,千米级乃至更深的深部金属矿产资源开采已成为常态。由于深部岩体的赋存条件及应力环境十分复杂,不同工程活动方式诱发的高量级岩爆等动力灾害更加凸显。岩爆问题虽由来已久,但始终未能很好的解决。同时,、岩爆等岩体动力灾害是一种高度非线性状态下强烈瞬时的动态失稳过程。采用能量理论体系进行研究将能更加接近其发生本质。本研究首先通过系统开展三轴压缩、循环加卸载和时滞应变监测等试验,拓展了岩石的弹性储能体系,实现了岩石储能极限的量化与分析,同时基于双轴加载试验辅以DIC等多监测手段,研究了岩石储能的展布特征,为岩爆灾害分析提供了理论基础;其次,基于断裂力学理论将岩石能量耗散体系分为了新宏观结构的产生所消耗的破碎能和克服宏观结构之间摩擦而消耗的摩擦能,并分别通过改进型SHPB试验和剪切摩擦实现对破碎能耗和摩擦能耗进行了定量研究,完善了岩石的能量耗散体系;而后,项目从高应力硬岩储能特性和开挖能耗特性出发,在三山岛金矿采用钻孔卸压的方式,研究了矿山开采采动应力的演化特征,讨论了深部高岩体储能的调控手段和调控机制;最后,基于所提出的岩石能量体系,对三山岛金矿的岩爆倾向进行了评估,并针对高积聚能量是岩爆灾害的主要诱因问题,设计并开展了一维能流试验研究,探讨岩体积聚能量的可调控性,在此基础上,提出一种锚网的协同支护体系,通过数值模拟手段探讨实现了深部巷道围岩的能量均匀分摊,实现深部岩体储能的主动调控和灾害诱发能量的均匀分摊,研究成果可为未来我国矿山工程和隧道工程提供理论基础、研究思路和数据支撑。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Study on dynamic compaction characteristics of gravelly soils with crushing effect
破碎作用下碎石土强夯特性研究
  • DOI:
    10.1016/j.soildyn.2019.01.034
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    SOIL DYNAMICS AND EARTHQUAKE ENGINEERING
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Chen, Lu;Qiao, Lan;Li, Qingwen
  • 通讯作者:
    Li, Qingwen
层理倾角对受载千枚岩能量演化及岩爆倾向性影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨建明;乔兰;李远;李庆文;李淼
  • 通讯作者:
    李淼
厚径比对高阻尼橡胶材料的缓冲吸能特性实验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    哈尔滨工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨建明;乔兰;李庆文;朱珠;孔令鹏
  • 通讯作者:
    孔令鹏
高地温对混凝土氯离子渗透性能影响分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    屈春来;杨德锋;程方
  • 通讯作者:
    程方
石墨对混凝土导热系数及抗压强度影响规律分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    屈春来;薛少欣;辛悦;杨德锋
  • 通讯作者:
    杨德锋

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其他文献

节理形态及吻合度对应力波传播影响试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    哈尔滨工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨建明;乔兰;李庆文;李远;李淼
  • 通讯作者:
    李淼
不同应变率下砂岩的动态力学特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国矿业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张岩;李庆文;李淼;崔明
  • 通讯作者:
    崔明
深部砂岩力学特性试验与本构模型
  • DOI:
    10.13225/j.cnki.jccs.2018.0920
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张向东;蔡冀奇;唐楠楠;李庆文;孙闯
  • 通讯作者:
    孙闯
巯基修饰的钛酸纳米管吸附汞
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    鲁东大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张升晓;刘军深;徐强;李庆文
  • 通讯作者:
    李庆文
SiC对能源桩混凝土传热与力学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    材料导报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹雅;李庆文;乔兰;张庆龙
  • 通讯作者:
    张庆龙

其他文献

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李庆文的其他基金

深部高储能岩体局部破坏短临预报与灾害主动防控研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
深部高储能岩体局部破坏短临预报与灾害主动防控研究
  • 批准号:
    52274107
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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