普朗铜矿井下冰碛补给型泥石流启动机理试验研究

强降雨是诱发普朗铜矿井下冰碛补给型泥石流灾害的重要因素,以现场调查和室内模拟试验为研究手段,对普朗铜矿不同降雨强度条件下的井下冰碛补给型泥石流的启动机理进行研究。研究结果表明:1)强降雨为井下冰碛补给型泥石流形成提供水动力条件;2)纯矿石放矿过程中,地表冰碛物不会在矿石层中形成通道,在不同降雨强度下不会有井下泥石流的形成;3)地表冰碛物在矿石层中形成通道是井下泥石流形成的前提,有地表冰碛物放出时,室内降雨强度0.563mL/min时会形成具有较大能量的泥石流,0.293mL/min时会有泥石流发生的潜能,0.186mL/min时不会形成井下泥石流。研究对井下泥石流启动机理探究具有一定借鉴作用,同时对矿山泥石流灾害的预防、治理和管理措施具有指导意义。     

基于PFC2D自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明：三种拉底宽度下,应力重分布后应力集中区范围集中拉底推进线前方50m-80m内,应加强支护。随着拉底宽度的增大峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力不利于底部结构的长期服役。研究所得结果对矿山支护起到指导作用。     

基于点荷载试验边坡不同区域灰岩强度特性研究

为了分析露天矿边坡的稳定性,需要对该露天矿边坡岩体做强度特性研究,通过现场取样,开展岩石室内点荷载试验,计算分析得出该露天矿边坡不同区域灰岩的点荷载强度值。同时根据点荷载试验结果分析出该区域灰岩单轴抗压强度在高程方向、南北方向、东西方向和同一高程方向的变化规律。研究结果表明:该露天矿山边坡灰岩岩石强度较高。该矿区灰岩单轴抗压强度在高程方向上线性相关不明显,该矿区灰岩总体上自北向南、自西向东线性相关不明显,说明灰岩岩体质量自西向东未呈现一定的变化规律。灰岩抗压强度在高程(1 680m)自北向南逐渐增大,岩体质量逐渐变好。     

层状岩体地下开采物理模型试验研究

物理模型试验是岩土工程领域重要的研究手段之一。应用二维物理模型对地下开采进行模拟研究。首先是在遵循相似理论的前提下,确定模型试验的参数、相似材料的配比,根据现场工程地质情况,选择合适的剖面作为研究对象,之后进行模型的堆砌、开挖、变形的观测,最终总结出地下开采时围岩上观测点的位移矢量方向,变形的规律以及开挖所造成的影响范围。     

倾斜层状围岩变形规律的相似模拟研究

为研究倾斜层状围岩薄矿体在开采过程中上覆岩层的变形破坏规律,以永昌铅锌矿矿体为物理试验模型,通过相似模拟材料试验建立二维地质模型,对在倾斜层状围岩条件下,薄矿体地下开挖后覆岩的变形破坏特征、力学特性和破坏过程进行研究。结果表明,顶板受第一次与第二次开挖影响最大,随着不断地开挖,沿着开挖方向的矿壁不断地变为间隔矿柱,每两次矿体开挖之间水平位移的方向均会发生一次反转;位于矿柱上方的围岩沉降值较小;覆岩水平变形与下沉的方向均指向采空区中心偏下区域;层状岩体易引起弯曲折断破坏;采场覆岩相对下沉增量和水平相对位移增量单调递减。