深部硬岩截割特性及可截割性改善方法

摘要

深部硬岩的截割特性受到岩石特性、截割参数、应力环境等众多因素影响。利用TRW−3000型岩石真三轴电液伺服诱变(扰动)试验系统研究了受限应力条件、截齿加载方式、岩石力学特性、人为诱导缺陷等对硬岩截割特性的影响。研究发现:在单轴受限应力下,随受限应力增大岩石截割由易变难再变易,高单轴受限应力反倒有利于截齿破岩,但当单轴受限应力过高时,截齿破岩扰动易引发岩爆;动静组合破岩时,截齿预静载越大破岩能力越强;随着岩石脆性指数的增大,岩石可截割性先降低后升高;诱导加卸荷损伤、临空面切槽、临空面钻孔等人为诱导缺陷可提高硬岩的可截割性。同时,获得了深部硬岩可截割性改善方法,提出了深部硬岩矿体非爆机械化开采模式。采矿试验证明,开挖诱导巷道致裂矿体形成松动区后利用掘进机破岩和在矿柱底部开挖预切槽后利用高频破碎锤破岩,可将非爆机械化采矿效率从32.6 t/h分别提高到107.7 t/h和158.2 t/h。