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循环冲击下弱风化岩石力学特性与渗透率演化

2021-07-15刘连生

煤炭学报 2021年6期
关键词:裂纹

刘 伟,曾 鹏,闫 雷,杨 砚,刘连生,2

(1.江西理工大学 资源与环境工程学院,江西 赣州 341000; 2.江西省矿业工程重点实验室,江西 赣州 341000)

江西赣南地区是离子型稀土矿探明储量最多的地区[1],低渗透弱风化花岗岩型稀土矿床的渗透性严重影响了矿体的回采效率[2]。为了能够适当提高矿体的渗透率,降低浸取液在稀土矿中的淋洗时间,提高稀土浸取效率。借鉴低渗透油气田、煤层气原地浸矿等提出的增渗方法[3-4],拟采用“小药量空气间隔微差爆破”的方法,利用爆炸产生的冲击载荷改变矿床内部不同孔径孔隙在岩石内部的占比,进而在不影响整体稳定性的情况下增大矿体的渗透性。因此,需研究弱风化岩石在爆炸冲击载荷多次扰动下,渗透系数与静态、动态应力应变曲线的变化情况。

国内外学者对岩石的动力学特性与渗透率演化做了大量研究。ZHANG等[5]综述了岩石材料动力学试验技术,为开展爆破增渗室内试验提供参考。金解放等[6-7]研究了砂岩在循环冲击下的力学特性、破坏模式及损伤演化过程。ZHOU等[8]利用核磁共振技术研究了岩石在循环冻融下细观损伤的演化过程,并分析循环冻融次数和孔隙度大小对动静力学特性的影响。YAN等[9]研究了冲击速度、冲击次数对弱风化花岗岩力学特性及渗透性能的影响。ZHAO和ZHENG[10-11]对岩石所受应力与渗透率变化的关系进行了相关研究,发现荷载会通过改变岩样形状及内部构造的方式影响其渗透性。张磊等[12]利用核磁共振技术研究页岩的孔隙度与渗透率之间的关系,发现两者呈幂函数递增关系。……

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