金属矿山

作者：曹雅恒,吴云,林键

单位：1. 中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏 徐州 221116;2. 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室,安徽 合肥 230601;3. 深地科学与工程云龙湖实验室,江苏 徐州 221116

关键词：热损伤,不同冷却方式,核磁共振,孔隙结构,声发射,

在干热岩高效稳定安全开采过程中,冷水等低温采热工作液与高温岩体之间直接接触所产生的热应力会造成岩石孔隙结构发生改变,进而导致井壁围岩变形失稳,影响地热资源安全高效开发。为探究不同冷却方式对花岗岩孔隙结构及裂纹演化规律的影响,采用核磁共振技术测试花岗岩在不同冷却方式作用后的孔隙结构,并进行了巴西劈裂试验和声发射实时监测,分析不同冷却方式下花岗岩孔径分布、声发射能量及RA—AF 值演化规律。结果表明:① 高温会破坏岩石孔隙结构,促进孔隙数量和尺寸进一步增大,遇水冷却相较于自然冷却条件下更易使岩石产生更多热裂纹,增加岩石孔隙度。② 高温会显著影响声发射活动频度与幅度,遇水冷却会显著降低岩石的热破裂损伤阈值温度,使岩石内部损伤进一步加剧。温度和遇水冷却会显著增加花岗岩声发射裂纹震源数量,但对花岗岩拉张裂纹与剪切裂纹占比没有产生明显影响。③ 高温作用和遇水冷却对岩石内部造成的冷热冲击是造成岩石内部损伤的重要因素。研究结果可为干热岩稳定开采提供数据借鉴与理论支持。

来源：2025年第3期

《金属矿山》期刊编辑部

查看金属矿山杂志2025年第3期