積層セメント化尾鉱裏込め材の爆破荷重下における損傷および破壊メカニズムに関する実験的研究

科学分野:

• 地盤工学
• 鉱山工学
• 材料科学

背景:

• セメント化尾鉱裏込め材（CTB）の安定性は、地下鉱山の安全にとって非常に重要です。
• 運用上の要因により、不均一（THSI）または均一（CHSI）な界面を持つ積層セメント化尾鉱裏込め材（LCTB）が作成されます。
• LCTBに対する爆破の影響を理解することは、損傷を軽減するために不可欠です。

研究 の 目的:

• 装薬位置とLCTB強度構成が動的破壊に与える影響を調査すること。
• 物理モデルを使用して、積層岩石-裏込め材システムに対する爆破の影響を分析すること。
• 装薬配置戦略に関する洞察をLCTBに提供すること。

主な方法:

• 岩石-裏込め材システムをシミュレートする3次元物理モデルを開発しました。
• 装薬位置とLCTB強度を変化させた5回の爆破試験を実施しました。
• 損傷を定量化するために、動的体積ひずみ（Δk）と音速変化率（η）を分析しました。

主要な成果:

• 破壊は、亀裂の発生、伝播、およびシステム破壊を通じて進行します。
• THSIの場合、高強度層への装薬はひずみ減衰（Δk）を増加させ、損傷（η）を低減しました。
• CHSIの場合、界面に沿った装薬配置は中程度のひずみ減衰と低い損傷を示しました。

結論:

• 高強度層（THSI）内またはCHSI界面に沿った装薬配置は、LCTBの劣化を軽減します。
• 調査結果は、LCTBにおける装薬と界面の相互作用のメカニズム的理解を提供します。
• 積層裏込め材システムにおける装薬配置の最適化のための工学的ガイダンスを提供します。