【技术介绍】

金属矿开采过程形成的松散介质、充填体与破碎岩体一起构成了多 重非连续介质开采环境。该环境下介质体类型多，差异大，由于长期缺 乏有效的灾变计算理论和监控技术体系，不仅严重制约了资源的充分回 收，同时造成了开采的重大安全隐患。针对该关键科技难题，本项目历 经 8 年科技攻关，通过产学研结合，创造性地建立了金属矿山多重非连 续介质灾变计算理论体系，研发了具有自主知识产权的成套技术，在多 重非连续介质灾变计算理论及监控方面取得了重要突破，并成功进行了 推广应用。

【技术指标】

1、创造性地提出了广义粒子动力学算法，攻克了长期困扰多重非连 续介质无网格计算的难题。突破了传统非连续大变形介质体计算的理论 局限，提出了粒子间虚内键的破坏三维强度准则，实现了加载过程中介 质体由连续到非连续的过渡。开发了广义粒子动力学数值计算软件，实 现了亿级自由度的计算规模为多重非连续介质灾变计算分析提供了精确 “ 大脑”。

2、研发了多重非连续介质灾变监测预警成套技术，首次实现了不同 介质体协同监测和统一信息预警。建立了蠕变损伤声发射预测模型，提 出了关键支撑岩体蠕变声发射预测方法，开发了破碎散体介质滑移波导 声发射预测技术，研发了充填体裂纹无损探测技术和充填体破坏声发射 信息耦合监测预警技术，结合具有自主知识产权的液态金属传感器监测 与预警系统，为多重非连续介质开采环境下灾变预警提供了敏感“ 神经”。

3、提出了适用于多重非连续介质灾变控制的变形能对称原理，建立了多重非连续介质关键点支撑理论和技术体系。揭示了非连续介质开采 环境下回采区域与能量释放的对应关系，优化了散体破碎介质环境下难 采矿体关键充填支撑位置，构建了散体、围岩与充填体等多重非连续介 质开采环境下的协同支护体系改善了力学环境，提高了采场稳定性。为 多重非连续介质灾变控制提供了强健“身体”。

【技术成熟度】

本项目获国家授权发明专利 8 项，软件著作权 6 项。出版学术专著 3 部，代表性论文 24 篇，由 3 名院士领街组成的科技评价专家委员会一 致认为：研究成果在香炉山钨矿、漂塘钨矿等矿山成功应用，取得了显 著的经济和社会效益，评价结果为研究成果总体达到国际领先水平。

【应用情况】

研究成果已在江西钨业集团、铜陵有色金属集团等多家矿山企业成 功应用，新增利润 1.2213 亿元，新增税收 8796.261 万元，产生了显著的 社会和经济效益，促进了我国金属矿山采矿科学技术的进步。