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1.
地球是已知唯一适合人类生存的行星,揭示地球深部奥秘对于人类生存与发展具有重大意义。随着人类社会的快速发展,地震地质灾害频繁发生、深地工程动力灾害事故更加凸显,机理不清、难以预测和有效防控,其根本原因在于,人类无法准确认知地球科学基础规律以及地球深部过程与浅表层过程的耦合关系,现有地球深部基础科学研究已滞后于人类深部工程实践活动,传统地质灾害信息的浅表监测存在较大局限。在此基础上,开展深地科学探索与地质灾害防控联动技术研究对解决资源保障、生命演化与可持续发展等重大科学问题具有重要的意义。“深地-地表”联动战略体系以深入理解深地科学与地质灾害内在联系、进行深地科学与地质灾害领域的超前战略谋划为核心目标,通过基于典型深部工程的“深地-地表”联动科学研究平台,充分关联我国广布的地表灾害信息监测群及纵深的深地科学实验室、矿区以及深地工程示范基地,借助区块链大数据技术建设“深地-地表”智慧中心,统筹不同区域、不同类型、不同深度研究平台,最终在此基础之上以“深地-地表”联动为核心,建设“深地-地表”地灾防控联动探测大科学系统,全面构建深地科学规律及重大地质灾害孕灾机制战略研究体系,服务全国乃至全球的深地科学前沿探索、深地工程安全与长期稳定性、重大地质灾害预警与防控,助力我国领跑世界深地科学和地质灾害的相关领域研究。  相似文献   

2.
“深部岩体力学与开采理论”研究构想与预期成果展望   总被引:11,自引:0,他引:11  
国内外深部资源开采发展的现状表明,随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”、“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。其根本原因在于,现有岩石力学理论都建立在基于静态研究视角的材料力学基础上,已滞后于人类岩土工程实践活动,与深度不相关、与工程活动不相关、与深部原位环境不相关,亟需发展考虑深部原位状态和开采扰动的深部岩体力学新理论、新方法,破解深部资源开采的理论与技术难题。项目以提升中国深部资源获取能力为导向,针对我国深部矿产资源开采将全面进入1000~2000m阶段这一基本现状,凝练了四大关键科学问题:(1)深部岩体原位力学行为与地应力环境;(2)深部岩体应力场-能量场分析、模拟与可视化;(3)深部强扰动和强时效下的多相并存多场耦合理论;(4)深部资源低生态损害协同高效开采理论与技术。并结合关键科学问题的内涵,提出了五大重点研究内容:(1)深部岩体原位力学行为和地应力环境;(2)深部采动岩体力学及多场多相渗流理论;(3)深部采动应力场-能量场演化规律;(4)深部岩体变形监测、安全预警与稳定控制;(5)深部矿产资源生态化协同高效开采理论与技术。最后,将五大重点研究内容细分为九大前沿研究方向:(1)深部岩体原位力学行为研究;(2)深部围岩长期稳定性分析与控制;(3)深部地应力环境与灾害动力学;(4)深部强扰动和强时效下多场多相渗流理论;(5)深部采动应力场-能量场分析、模拟与可视化;(6)深部高应力诱导与能量调控理论;(7)深部采动岩层变形监测预警与控制;(8)深部煤矿安全绿色开采理论与技术;(9)深部金属矿协同开采理论与技术。从而初步构建了深部岩体力学与开采理论研究体系,以期为未来我国数万亿的深部矿产资源开发提供理论基础与技术支撑。  相似文献   

3.
地球是已知的唯一适合人类生存的行星,揭示地球深部奥秘对于人类生存与发展具有重大意义。随着人类社会的快速发展,地震地质灾害频繁发生,深地工程动力灾害事故更加凸显,且机理不清,难以预测和有效防控,其根本原因在于,人类无法准确认知地球科学基础规律及地球深部过程与浅表层过程的耦合关系;现有地球深部基础科学研究已滞后于人类深部工程实践活动,传统地质灾害信息的浅表监测存在较大局限。在此基础上,开展深地科学探索与地质灾害防控联动技术研究对解决资源保障、生命演化与可持续发展等重大科学问题具有重要意义。"深地–地表"联动战略体系以深入理解深地科学与地质灾害内在联系,进行深地科学与地质灾害领域的超前战略谋划为核心目标,通过基于典型深部工程的"深地–地表"联动科学研究平台,充分关联中国广布的地表灾害信息监测群和纵深的深地科学实验室、矿区及深地工程示范基地,借助区块链大数据技术,建设"深地–地表"智慧中心,统筹不同区域、不同类型、不同深度研究平台;最终,在此基础之上,以"深地–地表"联动为核心,建设"深地–地表"地灾防控联动探测大科学系统,全面构建深地科学规律及重大地质灾害孕灾机制战略研究体系,服务全国乃至全球的深地科学前沿探索、深地工程的安全与长期稳定性、重大地质灾害预警与防控,助力中国领跑世界深地科学和地质灾害的相关领域研究。  相似文献   

4.
开展月球资源探测与地下空间利用是人类探索月球、将月球纳入人类活动范围的重要举措。本文从月球地质结构特性及月球表面温度变化特征入手,综合考虑月球纬度、月壤/月岩导热性能等要素,针对月球恒温层的恒温特性及随纬度变化的温度涵盖范围,提出了在月球恒温层开发月球地下人类基地、月球地下轨道交通、月球生命体存储、月球原位热能存储等月球地下空间利用构想。针对所提出的月球恒温层利用构想,设计了月球地下人类基地空间支护与搭建、基于电磁技术的月球地下飞行式轨道交通、可温度调节式月球战略储备库、基于月岩/月壤导热差异的原位热能存储等技术实施方案。基于上述构想及技术方案,本文系统总结了月球恒温层地下空间利用需突破的技术挑战和面临的关键科学问题。本文的研究将为未来建立月球人类基地及月球地下空间利用提供技术参考。  相似文献   

5.
充填体与岩石的组合力学特性及破坏机理是深部充填法开采中的重要研究方向,对于保障地下采场安全、维护地下采场结构的永久稳固至关重要.文章针对充填体包裹岩石(BR)这一组合结构试件开展了单轴、三轴力学试验研究,分析了应力-应变曲线、峰值强度、破裂模式和等效力学特性,探索了体积分数及围压对组合结构承压特性及破坏机制的影响.结果表明:充填体能够抑制尺寸效应对岩石破裂模式产生的影响;BR试件的三轴全应力-应变曲线呈现出多峰值、阶梯式下降现象,兼具脆性和延性破坏特征;随着围压的增加,BR试件破裂模式以剪切破坏为主,趋于集中在上端部;结构面抑制了BR试件的侧向形变.基于试验结果和连续介质理论,从力学角度分析了BR组合结构的三向受力机理,构建了组合破坏强度模型.研究结论对于补充充填体与岩石相互作用理论研究和优化地下充填采场结构稳定性控制具有重要的科学意义.  相似文献   

6.
本文从城市地下空间开发的必要性出发,探讨了城市地下空间开发与利用存在的问题,并相应地提出了若干建议,以便于城市地下空间开发与利用的健康发展.  相似文献   

7.
论城市地下空间开发利用的综合规划   总被引:1,自引:0,他引:1  
开发和利用城市地下空间资源,已经逐步成为我国大城市实现科学、有序和可持续发展的一项重要战略选择。地下空间规划是合理有效开发利用地下空间的前提,也是城市总体规划的重要组成部分。文章从地下空间资源的调查与评估、城市中心区地下空间的开发利用、地下基础设施、地下空间规划的实施控制与立法几方面,对地下空间综合规划的任务和内容作了分析与探讨。  相似文献   

8.
根据丹江口库区的地质构造,考虑断裂破碎带和岩石力学参数随埋深变化,建立计算模型,反演分析了库区的初始地应力场,结果表明:1)库区地应力的临界深度在1km埋深附近;2)水平方向两个主应力,在埋深750m范围内X轴方向为主压应力,随埋深由13MPa增至23MPa,Y轴方向为主拉应力,随埋深由12MPa减至0,埋深750m以下两个坐标轴方向均为主压应力且随埋深增加;3)两个水平主应力差在埋深10km范围内随埋深基本呈线性增加,大约10km深处急剧减小,20km以外基本消失,岩体处于静水压力状态.  相似文献   

9.
虽然在地下空间的建造与使用过程中,人类不断地提升机械技术,不断地吸取地下灾害的教训,地下空间的设计与建造也越来越受到城市规划者的青睐,但由于地下空间结构的特殊性,迄今为止,造成巨大人员伤亡和工程损失的地下空间灾害已不胜枚举,触目惊心,因此必须制定十分严格的地下空间防灾标准。同时,拓展地下空间的开发领域和利用效率,也是缓和地球"温室效应"的重要举措。  相似文献   

10.
城市地下空间资源是人类尚待开发的宝贵国土空间资源,在既有城市工业区功能、空间、形式无法跟上时代发展节奏的背景下,从地下空间综合规划改造角度对既有城市工业区进行科学合理的开发,是实现存量规划背景下城市可持续发展的重要举措.基于既有城市工业区利用现状的总结确立科学合理的研究目标,分别从浅层地下空间综合开发理论体系构建、地下空间开发适宜性评价、浅层地下空间综合规划与改造技术等方面阐述了研究内容和研究方法,构建系统完善的既有城市工业区地下空间综合规划与改造技术体系,为我国既有城市工业区地下空间综合开发和改造利用起到重要的技术支撑.  相似文献   

11.
针对云南省矿井地下空间利用率低,蓄电储能需求日益增长的问题,综合考虑岩石力学、矿山规划、环境、经济等多方面影响因素,对云南省利用废弃矿井建设抽水蓄能电站的开发潜力进行了定量评估;同时以常规抽水蓄能电站为基础,结合云南省地质条件、矿产资源分布、矿山地下空间分布特点等,对矿井抽水蓄能电站建设时站址的选择、地下空间的稳定、地下空间防渗等关键技术的可行性进行了综合评价。初步研究结果表明:云南省自然资源极及其丰富,开发条件优越,现阶段能够较好地满足云南省电力需求;云南省众多矿山的累积采空区已超过15亿m3,其中可利用采空区高达1.2亿m3,为建造井下抽水蓄能电站提供了良好的基础条件;云南省矿井抽水蓄能电站年发电量可达329.1亿kWh,根据某矿山实例计算,电站每日抽水5h,其年发电量将达到1.76亿kWh。根据研究结果显示,利用废弃矿井改造建设抽水蓄能电站具有一定的可行性,能够产生较好的动静态效益。将“智慧矿山”与废弃矿井建设抽水蓄能电站相结合,实现智能一体化抽水蓄能,在未来具有良好的发展前景。  相似文献   

12.
It has become an inevitable trend of human development to seek resources from the deep underground. However, rock encountered in deep underground engineering is usually in an anisotropic stress state (σ1>σ>σ3) due to the influences of geological structures and engineering disturbances. It is therefore essential to study the mechanical, seepage, and dynamic disaster behaviors of deep rock under true triaxial stress to ensure the safe operation of deep rock engineering and the efficient exploitation of deep resources. In recent years, experimental techniques and research on true triaxial rock mechanics have achieved fruitful results that have promoted the rapid development of deep rock mechanics; thus, it is necessary to systematically review and summarize these developments. This work first introduced several typical true triaxial testing apparatus and then reviewed the corresponding research progress on rock deformation, strength, failure mode, brittleness, and energy as well as the 3D volumetric fracturing (dynamic disaster) properties of deep rocks under true triaxial stress. Then, several commonly used true triaxial rock strength criteria and their applicability, the permeability characteristics and mathematical models of deep reservoir rocks, and the disaster-causing processes and mechanisms of disturbed volumetric fracturing (rockburst, compound dynamic disasters) in deep rock engineering were described. This work may provide an essential reference for addressing the true triaxial rock mechanics issues involved in deep rock engineering, especially regarding the stability of surrounding rock at depth, disaster prevention and control, and oil and gas exploitation.  相似文献   

13.
根据南宁市区域地质、岩土性状、地质灾害等研究成果并结合南宁市地下空间开发利用现状,分析了城市地下空间开发地质环境适宜性评价的影响因素,运用层次分析法从地质结构、地形地貌、岩土体特征、水文地质条件、地质灾害与环境地质问题等5方面为准则层建立分析模型;在确定各指标因素权重的基础之上,运用模糊综合评判法,评价地下开发拟建区的地质环境适宜程度.南宁市地下空间开发的地质适宜性可划分为4个等级:最适宜、适宜、次适宜及不适宜,分别占研究区域面积的20%、30%、40%和10%.  相似文献   

14.
北京市中心区地下空间资源评估探讨   总被引:11,自引:1,他引:11  
探讨了北京市中心区的地下空间资源评估,提出了地下空间资源评估方法。分析了北京中心区地下空间资源的地质背景,并进行了工程地质分区,作为有计划地开发利用北京地下空间资源的建议。  相似文献   

15.
城市地下空间开发利用的工程地质与岩土工程   总被引:3,自引:1,他引:2  
地下空间是城市可持续发展的重要资源,深入认识城市区域工程地质环境特点,加强城市地下工程的地质问题研究是搞好城市地下空间开发利用规划的基础,科学合理地运用地下岩土工程新技术是进行城市地下空间开发的关系。  相似文献   

16.
随着我国高层建筑的不断发展,地下空间的开发和利用变得越来越重要,深基坑设计与施工技术近几年来取得了长足的发展,各地都积累了较丰富的经验.深基坑开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理,作者总结了目前高层建筑深基坑设计与支护中存在的问题,简要提出了今后要研究的问题.  相似文献   

17.
北京地下空间的利用与开发   总被引:1,自引:0,他引:1  
分析了地下空间总体效益,重点针对目前地下工程--如:地下交通工程,地下文化娱乐设施,地下公共服务设施,地下商业建筑,地下储存设施,地下市政工程与管网等现状,从统一规划、政策立法、科学技术等方面分析了北京市地下空间开发利用所存在的问题,以此为据探讨北京市地下空间发展方向及步骤。  相似文献   

18.
以常村煤矿工程地质资料和地表移动观测站资料为依据,详细分析了2113工作面地表终态下沉、动态下沉和终态水平移动的特征,从机理上研究了大采深巨厚砾岩开采条件下地表形变异常的原因.通过走向方向最大下沉点下沉速度的变化规律和工程实测资料,得出了地表形变与井下冲击地压的关系,确定了地表移动与变形的角量参数.结果表明,受关键层的控制,在整个观测过程中,地表始终处于缓慢下沉状态,且在沉降过程中不存在下沉突变点;下沉速度的反弹可以作为冲击地压危险的预报信息,巨厚砾岩层的运动是发生矿震的主要力源之一.  相似文献   

19.
As is well known, deep mines are hot. As mining depth increases, the temperature of the surrounding rock also increases. This seriously affects mine safety and production and has restricted the exploitation of deep coal resources. Therefore, reducing the working face temperature to improve working conditions by controlling these heat hazards is an urgent problem. Considering problems in cooling deep mines both domestically and abroad along with the actual conditions of the Zhangshuanglou coal mine, we propose a HEMS technology that uses heat resources from deep mines in a stepwise manner. HEMS means a high temperature exchange machinery system. Mine inrush-water is used as a source of cooling. Twice the energy is extracted from the mine inrush water. Heat is used for building heating in the winter and cold water is used for cooling buildings in the summer. This opens a new technology for stepwise utilization of heat energy in deep mines. Energy conservation and reduced pollution, an improved environment and sustainable economic development are realized by this technique. The economic and social effects are obvious and illustrate a good prospect for the application and extension of the method.  相似文献   

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