随着浅部资源的日益减少,开采海底资源已成为国内外矿产资源开采的必然趋势。我国海岸线总长度约 3.2×10^4km,其中大陆海岸线 1.8×10^4km,岛屿海岸线 1.4×10^4km,海岛6500 多个,开展海底基岩开采的岩石力学研究具有重大的意义。因此我们在总结国内外滨海矿床开采经验的基础上,开发了海下开采模拟试验平台,确定了海底开采安全隔层厚度,采用数值计算方法得出了滨海基岩开采合理结构参数和最佳回采顺序,提出了滨海基岩低沉降安全开采方案,建立了海下开采的安全监测系统,实现了我国第一个滨海金属矿床安全开采。
海滨基岩金属矿床是埋藏在海滨基岩中的岩脉或层状固体矿床,矿石和围岩的物理力学性质、赋存状态等与陆地同类矿床有相似之处,因而海滨基岩金属矿床可借用陆地矿产的某些开拓方法和采矿方法开采。但是海基金属矿床开采具有很大的难度,其具体体现在没有很多成功经验可供借鉴,目前世界范围内只有4 个国家进行过海基金属矿床开采,分别是英国、澳大利亚、芬兰和中国,常用的开拓方法按照矿体距离海岸线的长度分为海岸竖井开拓法、人工岛竖井开拓法和海滨预制隧道–封闭井筒开拓法。
海滨矿床开采时,必须留一定的永久隔离矿柱。安全隔层厚度越大,开采越安全,但损失的矿石量也越多,如何提出最合理的安全隔离层厚度是实现矿床安全开采最关键的问题,国内外仙湖采用荷载传递交汇线法、厚跨比发、普式拱法、荷载传递交汇线法和鲁佩涅伊特理论计算法,数值模拟等理论计算方法得出水下开采合理的隔离层预留厚度范围,考虑到海滨矿床开采为地应力和渗流多场耦合的特殊情况,采用相似物理模拟试验模型进行研究,它与经验方、半经验法、理论解析法、数值仿真法等相比,其显著特点是兼顾了理论与实际两方面,使之相辅相成
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