爆破动载下胶结充填体的张拉力学响应机制

在阶段空场嗣后充填法中,胶结充填体在爆破动载下的稳定性对于矿柱回收至关重要。首先分析了爆破动载对充填体张拉破坏的影响,得到相邻矿柱的爆炸应力波对充填体产生拉应力的计算公式,以2#岩石硝铵炸药为算例,相邻矿柱爆破对充填体产生拉应力作用为0.24 MPa左右。依据理论计算参数,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立边孔爆破对充填体影响的数值模型,充填体界面单元的爆破最大速度为10.4 cm/s,表明充填体处于稳定的状态。最后建立胶结充填体的抗压强度与声波波速的数学模型,测试不同爆破时间扰动的充填体的波速,评价频繁爆破下充填体的累积损伤程度,发现随着时间的增加充填体声波波速先减小而后减少逐渐趋于稳定。研究成果为胶结充填体在二步回采中稳定性分析提供了新的参考依据。     

循环冲击下胶结充填体动载力学特性试验研究

矿山开采过程中,充填体将频繁受到开挖和爆破等动载的循环扰动,使充填体损伤与破坏具有显著的累积特性。因此,研究充填体循环冲击下的动载力学行为及特征对维持矿山结构及采场稳定具有重要的指导意义。论文采用SHPB对6组30个胶结充填体试件进行了单轴单次冲击及多次循环冲击试验,探索了充填体在不致使发生较大宏观破坏的冲击速度下多次循环冲击的应力应变、动载强度及变形破坏特征。研究发现:多次循环冲击下,充填体试件的应力应变曲线在到达动态峰值应力前后分别出现了1～2个低应力波峰,且相较于单次冲击下低应力波峰更为明显;多次循环冲击更有利于充填体内部微裂隙及孔隙在到达峰值应力前进行充分的压实及闭合,并可提高充填体最终破坏时的动载强度及承载能力,试件发生破坏时的最终动载强度及承载能力为单次冲击条件下的2倍左右;多次循环冲击下充填体的最终破坏形式为压裂破坏,其破碎程度较相近动载强度下单次冲击时低。     

胶结充填体受温度作用的影响分析

对胶结充填体在深井开采过程中受到高温影响进行研究,分别将试件进行不同温度的热处理之后进行单轴抗压试验,分析温度、浓度和灰砂比对充填体强度的影响规律。研究结果表明:温度对充填体的强度有着一定的影响,充填体的影响因素敏感性先后顺序为灰砂比、温度、浓度。因素之间存在一定的交互作用。在浓度和灰砂比一定时,随着温度的升高充填体试件强度先增大后减少,在150℃附近强度达到最大。     

居住小区供电规划——变电所位置和数量的确定

本文通过技术经济比较,以合理确定居住小区变电所位置和数量。     

不同地质条件下的采场结构参数优化

为了确定不同地质条件下较为合理的采场结构参数,采用理论计算与数值模拟相结合的方法,对不同矿岩稳定性条件下的采场跨度进行选择与优化。以程潮铁矿西区作为研究的工程背景,采用简支梁理论、矿房宽度计算公式对合理跨度与临界跨度进行了计算,并通过FLAC3D数值模拟软件对不同跨度参数的采场稳定性进行了分析。结果表明:矿岩条件为稳固、中等稳固、稳固性较差时的矿房合理跨度分别为18.87、14.93、8.08 m。多矿房回采,位移及拉应力的最大值通常出现在区域中间部位,且矿房跨度的增加极易引起开采区域最大沉降值的迅速增加。矿柱顶板沉降值对矿房跨度也非常敏感。数值模拟结果与理论计算值相符,这表明数值模拟能很好地反映地下开采的真实状态,为采场结构参数确定提供依据。     

金山店铁矿充填法试验采场岩体力学参数的确定

矿岩自稳条件是制约阶段嗣后充填法采用以及实施效率的重要因素,其中,局部矿岩接触破碎带的稳定性严重影响着采场的整体稳定性。以金山店铁矿西区充填法试验矿块为工程背景,以室内岩石力学试验为基础,综合GSI围岩分级系统、Hoek-Brown强度准则、Georgi法与费森科法,对室内岩石力学参数进行折减,更加合理地确定岩体力学参数,为采场稳定性分析与支护设计提供岩石力学的支持。     

金属纤维烧结毡力学本构关系的实验研究

本文实验研究了316L不锈钢纤维烧结毡的变形能,杨氏模量,强度等力学性能与材料相对密度之间的本构关系。研究表明金属纤维烧结毡沿面内方向的拉伸断裂能和压缩变形能与相对密度分别成线性关系和幂大于1的抛物线关系。金属纤维烧结毡沿面内方向拉伸或压缩时的模量和强度与材料相对密度均成线性关系。这反映了金属纤维烧结毡受面内方向应力时结点间纤维骨架以拉伸(压缩)变形为主。     

空区探测及3D建模技术在采矿损失贫化核算中的应用

针对焦家金矿深部矿体上向水平进路充填采矿法二步骤矿柱回采降低采矿损失贫化的问题,采用VS150空区扫描系统对矿房回采后形成的空区进行精细化探测,将其结果导入3Dmine软件中生成三维模型实体。通过对模型切割水平剖面和垂直剖面,定量分析采场超、欠挖情况,计算得出矿石贫化率为5. 1%,采矿损失率为6. 8%;同时,通过垂直剖面中的矿柱轮廓,为下一步矿柱回采时炮孔精细化设计提供详细依据,从而达到降低采矿损失贫化的目的。对类似矿山二步骤矿柱回采降低采矿损失贫化具有一定的参考价值。     

大冶铁矿嗣后充填采场围岩变形机理研究

以相似材料模拟实验技术为主要研究手段，借助全站仪、应变计和数码相机等仪器监测了模型围岩的变形、应力以及破坏情况，研究了不同结构参数条件下分段空场嗣后充填采场的围岩变形与应力变化特征，以及发生破坏时的规律与特征。主要研究结果为：揭示了大冶铁矿合理的采场结构参数；采场顶板与矿柱所受应力分布为拉剪应力和压应力；顶板是采场稳定的关键因素，应保证充填体与顶板良好的接触关系，提高接顶率；采场内应力分布规律与回采方向相反，偏向于首采矿块。