【摘 要】
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铀矿是我国重要的战略资源,对我国军工业和核能的发展有着至关重要的作用,尤其是在我国正在构造“三大一小”能源架构的重要阶段。砂岩型铀矿是我国铀资源储量的主力矿床,其主要开采方法为地浸工艺开采,但是砂岩型铀矿普遍存在渗透特性差的问题,这导致铀矿的开采难度大、效率低,适应不了我国对铀资源日益增长的需求,因而提高砂岩型铀矿的渗透特性,提高铀矿的开采效率迫在眉睫。本文以提高砂岩型铀矿渗透特性为目的,采用数值
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铀矿是我国重要的战略资源,对我国军工业和核能的发展有着至关重要的作用,尤其是在我国正在构造“三大一小”能源架构的重要阶段。砂岩型铀矿是我国铀资源储量的主力矿床,其主要开采方法为地浸工艺开采,但是砂岩型铀矿普遍存在渗透特性差的问题,这导致铀矿的开采难度大、效率低,适应不了我国对铀资源日益增长的需求,因而提高砂岩型铀矿的渗透特性,提高铀矿的开采效率迫在眉睫。本文以提高砂岩型铀矿渗透特性为目的,采用数值模拟的方法,对不同工况下的岩体的渗透流量进行计算,具体分析了随机裂隙几何特征对其渗透流量的影响以及不同的爆破条件对岩体渗透流量的影响。建立了BP神经网络和渗透流量预测计算式,并通过数值模拟和其他研究成果验证了其可靠性,为实际工程提供指导意见。本文的主要内容以及成果如下:（1）通过蒙特-卡洛法生成随机裂隙,并运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件计算其平均渗透流量,探究了随机裂隙的几何特征和其渗透流量的关系。发现随机裂隙的宽度对其平均渗透流量的影响最大,随机裂隙的渗透流量随着裂隙的长度的增大、宽度的增大、密度的增大都在变大,随着取向的增大在减小。（2）通过LS-DYNA中的隐式-显式法对岩体在地应力作用下的爆破情况进行研究分析发现,地应力的增大会抑制裂隙的扩展和延伸,进一步减小岩体的平均渗透流量。当不耦合系数为1.2时,裂隙的爆破效果最好,平均渗透流量最大。同时随着岩体抗拉强度的增大,裂隙将发展为较粗大的主裂隙,不利于裂隙网络的形成,平均渗透流量减小。（3）对微差爆破进行研究。利用微差爆破可以提高爆破的质量,减少主裂隙的产生,裂隙更加均匀,岩体的平均渗透流量变大,其中微差时间为400微秒时岩体的平均渗透流量最大。
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