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深部岩体力学与开采理论研究进展
被引量：
545
1
作者
谢和平
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1283-1305,共23页
随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”和“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,...
随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”和“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。国家“十三五”重点研发计划“深部岩体力学与开采理论”针对上述难题进行了系统研究,本文详细总结了项目研究进展,包括:①初步形成了原位保真取芯、保真移位、保真测试的技术体系并开展不同深度原位恢复物理力学试验;②系统探索了扰动条件下不同赋存深度岩体原位长期力学行为,构建了不同赋存应力环境的岩石动态本构模型;③提出了适用于复杂地质条件下深部非线性岩体平均应力与变形模量的关系式,开发了批数据处理网络算法反演深部地应力场,系统研究了岩石破坏过程中的能量积聚、能量耗散特性;④提出了“强扰动”和“强时效”特征的判定依据,探索了深部开采强扰动应力路径下煤体损伤规律及非连续支承压力理论,研究了深部开采强扰动煤体损伤破裂、能量演化及渗透特性;⑤建立了岩体介质复杂孔隙结构的三维可视化模型,实现了裂纹动态扩展过程中应力场的可视化,研发了可视化物理模型的三维应力场的冻结实验装置;⑥开展了深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟,提出了深部近采场区域应力平稳释放理论与方法,研发并应用了深部硬岩高应力诱导与爆破耦合的破岩方法与技术;⑦概括了深部硬岩强卸荷下3种灾害模式的破裂孕育分异演化机制,提出了基于物质点原理描述岩体连续-非连续计算分析新方法,创新了硐室稳定的裂化-抑制支护方法;⑧分析了深部煤炭安全绿色开采的主要影响因素,初步构建了“高保低损”型深部煤炭安全绿色开采新模式;⑨建立了深部地下开采空间模型及生产计划动态优化模型,提出了深部掘进工作面卸荷技术、深部高应力矿柱一体化卸压控制对策以及深部卸压帷幕应力隔断技术。基于以上内容,初步构建了深部岩体力学与开采理论研究体系,以期为未来中国深部矿产资源开发提供理论基础与技术支撑。
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关键词
深部开采
岩体力学
原位岩石力学
可视化
多相多场
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职称材料
粤港澳大湾区地热资源潜力评估
被引量：
18
2
作者
谢和平
杨仲康
邓建辉
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期1-8,共8页
粤港澳大湾区是中国参与全球竞争的重要空间载体,为平衡其区域经济发展对能源的需求与生态环境保护问题,大力开发地热资源是一种重要的途径。作者从大地构造、地层岩性和地温场特征分析入手,论证了大湾区赋存地热资源的可能性,综合考虑...
粤港澳大湾区是中国参与全球竞争的重要空间载体,为平衡其区域经济发展对能源的需求与生态环境保护问题,大力开发地热资源是一种重要的途径。作者从大地构造、地层岩性和地温场特征分析入手,论证了大湾区赋存地热资源的可能性,综合考虑深部地温、岩石热物理性质和大地热流值等要素,通过建立网格单元对水热型和干热岩型地热资源量进行定量评价,并识别圈定地热资源高值区。初步研究结果表明:1)大湾区深、大断裂交汇发育,花岗岩广布,形成了有利于地热赋存和输送的地质环境,大地热流值也印证了该区域存在地热异常和良好热源。2)通过地温估算发现,当地层深度在1.3 km以下时,地温能达到70℃以上;当地层深度在5 km时,地温在168.81～233.61℃,干热岩具有较高的开采价值。3)大湾区5 km深度范围内,地热资源总量为5.83×1017 kJ,采收率取30%,预计可获取的地热能折合标准煤5.94×10~9 t,同时减少排放4.04×10~9 t的CO_2。4)地热资源赋存相对高值区主要沿东北向深大断裂带分布,集中在佛山、中山、江门、深圳和香港局部地区,单位面积上的资源赋存量为5.19×10~5 t/km2标准煤,建议为地热勘察与开采的重点区域。
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关键词
粤港澳大湾区
地热资源
地质环境
潜力评估
栅格单元
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职称材料
基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型
被引量：
4
3
作者
陈洪生
龙冲生
肖红星
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期334-339,共6页
金属基弥散燃料元件在特殊工况下会发生表面起泡失效。燃料颗粒开裂是金属基体开裂的前提条件,只有当金属基体开裂后元件才会发生表面起泡。燃料颗粒开裂后,裂纹宽度和塑性区长度等裂纹特征决定了金属基体开裂行为。基于弹塑性断裂力学...
金属基弥散燃料元件在特殊工况下会发生表面起泡失效。燃料颗粒开裂是金属基体开裂的前提条件,只有当金属基体开裂后元件才会发生表面起泡。燃料颗粒开裂后,裂纹宽度和塑性区长度等裂纹特征决定了金属基体开裂行为。基于弹塑性断裂力学和应力平衡条件,建立了基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型。计算结果表明:裂纹张开位移随退火温度和燃耗深度的升高而增加;裂纹尖端塑性区长度主要与退火温度相关。裂纹张开位移和塑性区长度的计算结果与实验数据均符合较好,验证了金属基体裂纹特征模型的有效性。
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关键词
弥散燃料
金属基体
裂纹特征
数理模型
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职称材料
题名
深部岩体力学与开采理论研究进展
被引量：
545
1
作者
谢和平
机构
深圳
大学深地科学与绿色
能源
研究院
深圳市清洁能源研究院
四川大学
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1283-1305,共23页
基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600700)
文摘
随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”和“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。国家“十三五”重点研发计划“深部岩体力学与开采理论”针对上述难题进行了系统研究,本文详细总结了项目研究进展,包括:①初步形成了原位保真取芯、保真移位、保真测试的技术体系并开展不同深度原位恢复物理力学试验;②系统探索了扰动条件下不同赋存深度岩体原位长期力学行为,构建了不同赋存应力环境的岩石动态本构模型;③提出了适用于复杂地质条件下深部非线性岩体平均应力与变形模量的关系式,开发了批数据处理网络算法反演深部地应力场,系统研究了岩石破坏过程中的能量积聚、能量耗散特性;④提出了“强扰动”和“强时效”特征的判定依据,探索了深部开采强扰动应力路径下煤体损伤规律及非连续支承压力理论,研究了深部开采强扰动煤体损伤破裂、能量演化及渗透特性;⑤建立了岩体介质复杂孔隙结构的三维可视化模型,实现了裂纹动态扩展过程中应力场的可视化,研发了可视化物理模型的三维应力场的冻结实验装置;⑥开展了深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟,提出了深部近采场区域应力平稳释放理论与方法,研发并应用了深部硬岩高应力诱导与爆破耦合的破岩方法与技术;⑦概括了深部硬岩强卸荷下3种灾害模式的破裂孕育分异演化机制,提出了基于物质点原理描述岩体连续-非连续计算分析新方法,创新了硐室稳定的裂化-抑制支护方法;⑧分析了深部煤炭安全绿色开采的主要影响因素,初步构建了“高保低损”型深部煤炭安全绿色开采新模式;⑨建立了深部地下开采空间模型及生产计划动态优化模型,提出了深部掘进工作面卸荷技术、深部高应力矿柱一体化卸压控制对策以及深部卸压帷幕应力隔断技术。基于以上内容,初步构建了深部岩体力学与开采理论研究体系,以期为未来中国深部矿产资源开发提供理论基础与技术支撑。
关键词
深部开采
岩体力学
原位岩石力学
可视化
多相多场
Keywords
deep mining
rock mechanics
in-situ rock mechanics
visualization
multi-phases and multi-fields
分类号
TD821 [矿业工程—煤矿开采]
TD313 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
粤港澳大湾区地热资源潜力评估
被引量：
18
2
作者
谢和平
杨仲康
邓建辉
机构
深圳
大学深地科学与绿色
能源
研究院
四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院
深圳市清洁能源研究院
出处
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期1-8,共8页
基金
深圳市清洁能源研究院专项资金资助(深科技创新[2018]374号)
文摘
粤港澳大湾区是中国参与全球竞争的重要空间载体,为平衡其区域经济发展对能源的需求与生态环境保护问题,大力开发地热资源是一种重要的途径。作者从大地构造、地层岩性和地温场特征分析入手,论证了大湾区赋存地热资源的可能性,综合考虑深部地温、岩石热物理性质和大地热流值等要素,通过建立网格单元对水热型和干热岩型地热资源量进行定量评价,并识别圈定地热资源高值区。初步研究结果表明:1)大湾区深、大断裂交汇发育,花岗岩广布,形成了有利于地热赋存和输送的地质环境,大地热流值也印证了该区域存在地热异常和良好热源。2)通过地温估算发现,当地层深度在1.3 km以下时,地温能达到70℃以上;当地层深度在5 km时,地温在168.81～233.61℃,干热岩具有较高的开采价值。3)大湾区5 km深度范围内,地热资源总量为5.83×1017 kJ,采收率取30%,预计可获取的地热能折合标准煤5.94×10~9 t,同时减少排放4.04×10~9 t的CO_2。4)地热资源赋存相对高值区主要沿东北向深大断裂带分布,集中在佛山、中山、江门、深圳和香港局部地区,单位面积上的资源赋存量为5.19×10~5 t/km2标准煤,建议为地热勘察与开采的重点区域。
关键词
粤港澳大湾区
地热资源
地质环境
潜力评估
栅格单元
Keywords
Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay area
geothermal resources
geological environment
potential assessment
raster unit
分类号
P314 [天文地球—固体地球物理学]
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职称材料
题名
基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型
被引量：
4
3
作者
陈洪生
龙冲生
肖红星
机构
深圳市清洁能源研究院
中国核动力
研究
设计院反应堆燃料及材料重点实验室
出处
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期334-339,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51601184)
文摘
金属基弥散燃料元件在特殊工况下会发生表面起泡失效。燃料颗粒开裂是金属基体开裂的前提条件,只有当金属基体开裂后元件才会发生表面起泡。燃料颗粒开裂后,裂纹宽度和塑性区长度等裂纹特征决定了金属基体开裂行为。基于弹塑性断裂力学和应力平衡条件,建立了基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型。计算结果表明:裂纹张开位移随退火温度和燃耗深度的升高而增加;裂纹尖端塑性区长度主要与退火温度相关。裂纹张开位移和塑性区长度的计算结果与实验数据均符合较好,验证了金属基体裂纹特征模型的有效性。
关键词
弥散燃料
金属基体
裂纹特征
数理模型
Keywords
dispersion fuel
metal matrix
crack characteristic
mathematical model
分类号
TL352 [核科学技术—核技术及应用]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深部岩体力学与开采理论研究进展
谢和平
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
545
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
粤港澳大湾区地热资源潜力评估
谢和平
杨仲康
邓建辉
《工程科学与技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
18
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于弥散燃料颗粒开裂的金属基体裂纹特征模型
陈洪生
龙冲生
肖红星
《原子能科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
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职称材料
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