金属矿海底基岩开采裂隙分形演化与突水混沌孕育机制

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51674288

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

刘志祥

完成单位：

中南大学

中文关键词：

金属矿床; 海底开采; 相似模拟; 裂隙分形演化; 突水混沌孕育机制;

项目类型：

面上项目

语种：

中文

开始日期：

2017-01-01

结束日期：

2020-12-31

中文摘要：

沿海岸海底基岩内矿产资源丰富，为我国矿业可持续发展提供了新的方向。但海底金属矿床赋存条件复杂，多为倾斜或急倾斜厚大矿体，多年在同一区域开采，上覆岩层处于持续不停的开采扰动过程中，并受覆岩上部海水影响，海底基岩矿床开采过程中的岩层沉降、裂隙渗流演化与突水孕育机制非常复杂。为此，本项目针对海底金属矿床赋存条件，通过海底开采模拟试验平台开发、相似模拟试验、裂隙演化分形特征分析、流固耦合数值计算、海底岩层裂隙从微观扩展至宏观破裂重整化群力学模型构建、岩层孕育突水混沌理论模型建立等手段，揭示金属矿海底基岩开采岩层沉降、裂隙扩张与累积损伤特性，研究海底开采岩层渗流演化与能量耗散规律，探索海底基岩开采突水混沌孕育机制，得出岩层突水的临界深度，确定金属矿海底开采合理安全隔层厚度，建立海底开采岩层突水判据，为海底金属矿床安全开采提供理论基础。