目前，地下硬岩金属矿山开挖仍以传统的钻爆法为主导，随着2021-2025年“十四五”期间大批硬岩金属矿山进入1000 m以深的高应力开采环境[1]，钻爆法在深部高应力环境中日益暴露出作业危险、生产效率低、衍生破坏大，智能化受限等弊端[2]同时，开挖实践证明，较之钻爆法，机械开挖法将减少作业区的人员数量，可以降低人员伤亡事故的发生概率；机械开挖法也意味着工艺流程上的连续化和矿山管理的系统化，可以有效提高生产效率；并且，随着信息技术的发展，对机械设备的无人控制已成为现实，机械开采有利于后续为智能化开采的升级因此，为实现深部硬岩矿山的现代工业化生产目标，同时适应深部高应力开挖环境，有必要打破目前钻爆法主导的硬岩开挖格局，探索研究机械开挖的新理念为此，近年来，国内外学者先后提出采用机械开挖法代替传统的钻爆法进行深地资源开采[3-6]但受限于目前开挖机械的能力和尺寸，只有在回旋半径大的较软矿岩中才能进行经济有效的机械开挖[7]，而深部金属资源往往以复杂的产状赋存于完整性好的坚硬岩体中，在开采过程中能提供的机械回旋半径通常很小，且对机械开挖能力要求很高，所以目前要在深部金属硬岩矿山中广泛使用机械开挖法存在难度但根据开挖机械的性能预测模型可知，岩体中的损伤结构面(包括节理、裂纹、裂隙等)能有效提高开挖机械的掘进能力[8-11]因此，为了解决这一难题，有学者提出了辅助机械开挖法，即通过一定的辅助破岩技术对硬岩进行预损伤后，再进行机械开挖[7, 12]目前，可以考虑采用的辅助破岩技术主要包括微波破岩、非爆炸膨胀剂破岩、水射流破岩、水力压裂破岩等[13-18]其中，水力压裂技术在非常规油气资源开采和地热开发领域已有广泛的工程应用和研究，技术水平和破岩机理相对成熟，可作为辅助破岩技术的首选方案事实上，研究人员已经对坚硬岩石的水力压裂破岩技术进行了大量研究例如：室内实验方面，ISHIDA等[19]研究了花岗岩试样在不同流体黏度的水力压裂实验过程中的破裂机理，表明了黏度高的压裂液倾向于产生宽且分支较少的裂缝，而水作为压裂液则倾向于产生窄且分支较多的裂缝XING等[20]通过对花岗岩进行不同温度下的水力压裂实验，发现在高温条件下花岗岩中水力压裂效果降低KUMARI等[21]在0~60 MPa围压和室温至300 ℃温度范围内，对两种澳大利亚花岗岩类型进行了一系列水力压裂实验，发现随着围压的增大，
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“开挖卸荷-射孔压裂下高应力硬岩的应力分布与裂纹扩展” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色网
来源：陈正红,陈秋南,李夕兵,吴秋红,黄小城
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2025年06月06日 ~ 08日 
