目前，地下硬巖金屬礦山開挖仍以傳統的鉆爆法為主導，隨著2021-2025年“十四五”期間大批硬巖金屬礦山進入1000 m以深的高應力開采環境[1]，鉆爆法在深部高應力環境中日益暴露出作業危險、生產效率低、衍生破壞大，智能化受限等弊端[2]同時，開挖實踐證明，較之鉆爆法，機械開挖法將減少作業區的人員數量，可以降低人員傷亡事故的發生概率；機械開挖法也意味著工藝流程上的連續化和礦山管理的系統化，可以有效提高生產效率；并且，隨著信息技術的發展，對機械設備的無人控制已成為現實，機械開采有利于后續為智能化開采的升級因此，為實現深部硬巖礦山的現代工業化生產目標，同時適應深部高應力開挖環境，有必要打破目前鉆爆法主導的硬巖開挖格局，探索研究機械開挖的新理念為此，近年來，國內外學者先后提出采用機械開挖法代替傳統的鉆爆法進行深地資源開采[3-6]但受限于目前開挖機械的能力和尺寸，只有在回旋半徑大的較軟礦巖中才能進行經濟有效的機械開挖[7]，而深部金屬資源往往以復雜的產狀賦存于完整性好的堅硬巖體中，在開采過程中能提供的機械回旋半徑通常很小，且對機械開挖能力要求很高，所以目前要在深部金屬硬巖礦山中廣泛使用機械開挖法存在難度但根據開挖機械的性能預測模型可知，巖體中的損傷結構面(包括節理、裂紋、裂隙等)能有效提高開挖機械的掘進能力[8-11]因此，為了解決這一難題，有學者提出了輔助機械開挖法，即通過一定的輔助破巖技術對硬巖進行預損傷后，再進行機械開挖[7, 12]目前，可以考慮采用的輔助破巖技術主要包括微波破巖、非爆炸膨脹劑破巖、水射流破巖、水力壓裂破巖等[13-18]其中，水力壓裂技術在非常規油氣資源開采和地熱開發領域已有廣泛的工程應用和研究，技術水平和破巖機理相對成熟，可作為輔助破巖技術的首選方案事實上，研究人員已經對堅硬巖石的水力壓裂破巖技術進行了大量研究例如：室內實驗方面，ISHIDA等[19]研究了花崗巖試樣在不同流體黏度的水力壓裂實驗過程中的破裂機理，表明了黏度高的壓裂液傾向于產生寬且分支較少的裂縫，而水作為壓裂液則傾向于產生窄且分支較多的裂縫XING等[20]通過對花崗巖進行不同溫度下的水力壓裂實驗，發現在高溫條件下花崗巖中水力壓裂效果降低KUMARI等[21]在0~60 MPa圍壓和室溫至300 ℃溫度范圍內，對兩種澳大利亞花崗巖類型進行了一系列水力壓裂實驗，發現隨著圍壓的增大，
聲明：
“開挖卸荷-射孔壓裂下高應力硬巖的應力分布與裂紋擴展” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：陳正紅,陳秋南,李夕兵,吳秋紅,黃小城
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2025年07月09日 ~ 11日 
