基于FLAC3D的破碎围岩巷道支护效果分析

为了解破碎围岩分别采用锚杆支护、锚喷支护以及锚喷+锚索耦合三种支护方式下的支护效果,进而为破碎围岩巷道选择合理的支护方式提供参考。通过借助FLAC^3D软件建立数值模型,分析不同支护条件下的破碎围岩巷道位移量、应力分布以及塑性区的时空演化特征。结果表明,采用锚喷+锚索耦合支护时,可以较好的控制巷道围岩的位移量、减小应力集中效应、缩小塑性区的影响范围。     

基于VMD和BSA-KELM的高陡边坡位移预测模型研究

边坡位移的时间序列曲线存在复杂的非线性特性,传统的预测模型精度不足以满足预测要求。为此提出了基于变分模态分解的鸟群优化-核极限学习机的预测模型,并用于河北省某水泥厂的边坡位移预测。该方法首先采用VMD把边坡位移序列分解为一系列的有限带宽的子序列,再对各子序列分别采用相空间重构并用核极限学习机预测,采用鸟群算法优化相空间重构的嵌入维度和KELM中惩罚系数和核参数三个数值,以取得最优预测模型。最后将各个子序列预测值叠加,得到边坡位移的最终预测值。结果表明：和KELM、BSA-KELM、EEMD-BSA-KELM模型相比,基于VMD的BSA-KELM预测精度更高,为边坡位移的预测提供一种有效的方法。     

爆炸排淤填石法中淤泥的本构模型

以爆炸排淤填石法为背景 ,对不同应变率阶段淤泥的本构模型进行了分析 ,利用ANSYS/LS-DYNA动态有限元分析程序对所选择的模型进行验证和确认。计算和分析结果表明 :在形成爆炸空腔的高应变率阶段 ,淤泥表现为理想不可压缩流体的性质 ;在小药量小抵抗线条件下 ,甚至在淤泥自重作用下的较低应变率变形阶段 ,其黏性效应也可以忽略不计。     

深孔爆破成井技术在三道庄钼矿的试验与应用研究

洛钼集团矿山公司三道庄矿区由于历史原因,露天开采境界地下内存在的采空区已危及矿山公司的正常安全生产,阻碍了洛钼集团可持续发展。为解决这一重大问题,经过充分调研和多方论证,认为深孔一次爆破成井技术是解决此类采空区难题唯一的经济上合理、技术可行、安全可靠的手段与途径。深孔爆破成井实现与采空区顶板的贯通,使采空区边岩稳定,顶岩暴露面积缩小,确保了采空区的稳定;保证了台阶正常推进。     

Advances in statistical mechanics of rock masses and its engineering applications

To efficiently link the continuum mechanics for rocks with the structural statistics of rock masses,a theoretical and methodological system called the statistical mechanics of rock masses(SMRM)was developed in the past three decades.In SMRM,equivalent continuum models of stressestrain relationship,strength and failure probability for jointed rock masses were established,which were based on the geometric probability models characterising the rock mass structure.This follows the statistical physics,the continuum mechanics,the fracture mechanics and the weakest link hypothesis.A general constitutive model and complete stressestrain models under compressive and shear conditions were also developed as the derivatives of the SMRM theory.An SMRM calculation system was then developed to provide fast and precise solutions for parameter estimations of rock masses,such as full-direction rock quality designation(RQD),elastic modulus,Coulomb compressive strength,rock mass quality rating,and Poisson’s ratio and shear strength.The constitutive equations involved in SMRM were integrated into a FLAC3D based numerical module to apply for engineering rock masses.It is also capable of analysing the complete deformation of rock masses and active reinforcement of engineering rock masses.Examples of engineering applications of SMRM were presented,including a rock mass at QBT hydropower station in northwestern China,a dam slope of Zongo II hydropower station in D.R.Congo,an open-pit mine in Dexing,China,an underground powerhouse of Jinping I hydropower station in southwestern China,and a typical circular tunnel in Lanzhou-Chongqing railway,China.These applications verified the reliability of the SMRM and demonstrated its applicability to broad engineering issues associated with jointed rock masses.     

岩石矿物分析中微波能分解法的运用研究

岩石矿物中的各种化学成分和元素含量的分析方法,既为开采矿山提供了相应的理论依据,也给矿山的开采工作提供了相当大的助力。笔者通过解释微波能分解试样反应原理以及微波能加热的特点,并分析微波能加热过程中会出现的问题以及其在化学分析中的应用前景等问题,以期为相关工作者提供帮助。     

荔浦市岩质崩塌形成条件及失稳运动特征

通过对荔浦市境内碳酸盐岩区岩质崩塌及该区域地质环境条件的调查,总结了岩质崩塌的规模、发育高度、控制结构面等发育特征,分析了岩质崩塌形成条件,并判断岩质崩塌的失稳运动特征。本文以一处危岩为例,用无人机进行三维扫描并分析其形成原因及预测其失稳运动特征。     

煤矿冲击地压与冒顶复合灾害研究

随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新灾害类型。在总结山东、山西和新疆矿区典型巷道冲击致顶板(顶煤)动力灾害特征的基础上,提出了深部巷道冲击地压与冒顶复合灾害的概念、机理与分类,指出复合灾害机理关键点在于揭示巷道整体系统和破碎区子系统的稳定原理及其2者间的相互影响。建立了巷道发生复合灾害的力学模型,根据扰动响应失稳判据,提出并得到了巷道发生复合灾害的临界应力Pcr、临界软化区半径ρ_cr和最大容许采扰应力增量σ_max,厘清了灾害发生的主控因素,分析了煤岩冲击倾向指数K、支护强度ps、巷道半径ρ₀、煤岩强度σ_c等对灾害发生的影响规律,同时阐明了围岩塑性软化、破碎深度随地应力增加的发育规律。研究结果表明,破碎发育巷道的动力失稳主体为弹性区、软化区与破碎区构成的不稳定系统,垮落主体为破碎区;稳定的破碎区提升了巷道冲击启动临界值,使其启动难度增大,但破碎区的发育又易引起顶煤垮落;巷道稳定支护是解决复合灾害的关键,科学合理支护既能有效调控围岩破碎防冒,又能提升冲击启动临界值。通过理论研究,揭示了巷道冲击地压与冒顶复合灾害的发生机理,阐明了巷道软化与破碎区及其稳控支护对深部破碎发育巷道动力灾害防治的重要性。     

西湖凹陷中部西斜坡地区超压成因机制

沉积盆地超压成因研究已取得了重要进展，关于超压主要成因的认识也发生了重要变化，以往一些被普遍认为属于典型不均衡压实成因的超压已被部分或完全否定，生烃作用作为超压成因的普遍性得到愈来愈多的证实。西湖凹陷多个构造带的不同层位均发育超压，目前认为超压的形成仍然离不开不均衡压实（欠压实作用）的贡献。根据异常压力形成的基本地质条件和异常压力产生的地质、地球物理效应两方面因素，利用测井曲线组合分析法、鲍尔斯法（加载-卸载曲线法）、声波速度-密度交会图法、孔隙度对比法、压力计算反推法以及综合分析法系统解剖分析了西湖凹陷中部西斜坡地区平湖组不同岩性异常压力成因。研究结果表明：西湖凹陷中部西斜坡泥岩中烃源岩超压主要为自源生烃增压，非烃源岩超压为邻源压力传导成因。储层中至少存在常压-超压型和常压-超压-常压型两种压力结构类型，异常压力自南向北顶界面逐渐变深，主要为油气在生烃增压驱动下向储层运移过程中的压力传导所致。