含齿形裂隙类岩石材料单轴压缩试验研究

为研究含齿形裂隙岩石在单轴压缩下的破坏特征及强度特性，制作了含不同裂隙倾角和起伏角的齿形裂隙类岩石材料试件，并采用岩石力学伺服试验机进行单轴压缩试验。试验结果表明：（1）试件主要产生拉伸、剪切和拉剪复合裂纹，且根据裂纹的扩展路径可划分为A型（拉伸破坏）、B型（剪切破坏）、C型（复合破坏）3种破坏模式，裂隙倾角对试件最终破坏模式影响显著；（2）当裂隙倾角较小时，试件应力—应变曲线为多峰曲线，随着裂隙倾角的增大，曲线呈单峰形式，表现为延性减弱，脆性增强，而裂隙倾角相同但起伏角不同的试件应力—应变曲线大致相同；（3）当裂隙起伏角相同时，试件当量峰值强度随裂隙倾角的增大呈先减小后增大的规律，且裂隙起伏角对试件当量峰值强度的影响小于裂隙倾角。     

超细全尾砂充填体动态力学特性研究

充填体作为人工矿柱,为矿房回采创造了条件,但经常受到爆破等冲击荷载作用。充填体的动态力学特性直接关系到充填采矿法的安全高效实施。通过单轴压缩试验和分离式霍布金森压杆(Split Hobkinson Pressure Bar,SHPB)试验技术,进行了不同充填配比参数的超细全尾砂充填体压缩试验,得到其静载和动载下的应力-应变曲线和能量变化曲线,并分析了其破坏模式。研究表明:充填体质量浓度越高,灰砂比越大,峰值应力和峰值应变随之增大,呈现正相关性,其中灰砂比和质量浓度对应力的影响相对一致,但应变受质量浓度影响更大;当冲击荷载由0.3 MPa增大至0.6 MPa时,充填体的破坏形式由保持完整形态变为产生裂纹,直至被压碎,转变为完全失稳破坏状态;充填体能量吸收随着冲击荷载的增加而逐渐递增,但质量浓度和灰砂比增大时,充填体比能量和能量吸收率反而下降,其中灰砂比是影响充填体吸能效率的主要因素,质量浓度次之。     

合成条件对电解锰渣制备水化硅酸钙的溶解性能与溶解动力学的影响

系统研究了由电解锰渣制备水化硅酸钙(C-S-H)材料过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素对合成C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学的影响。结果表明,C-S-H材料的溶钙性能与溶解动力学与反应制备过程中反应pH值、反应温度、晶化时间等因素紧密相关,在反应pH值为12.0、反应温度为100℃、晶化时间为10 h的条件下制备所得的C-S-H材料溶钙能力最强,溶出钙离子浓度为11.52 mg/L,溶钙速率常数为0.076 54,C-S-H材料在水溶液中的钙溶出过程符合Avrami型溶出动力学模型。     

基于未确知测度理论的高海拔地区矿体采矿方法优选研究

针对某高海拔铅锌矿在开采中存在的采场生产能力小、生产效率低、工人劳动强度大、采场矿石搬运困难、矿石贫损率大、安全条件差等问题,采用C++语言构建了基于未确知理论的采矿方案优选综合评价体系,对5种采矿方法进行了优选,最终确定分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法作为该矿急倾斜中厚矿体开采的首选方案。根据该采矿方法的采场结构参数、采准切割工程和回采工艺,开展了现场工业试验,结果表明:该采矿方法具有较强的实用性,实现了安全、高效、低成本开采,能较好地适应高海拔地区的矿山开采,可为同类矿山的开采提供理论依据和实践经验。     

基于改进的RS-TOPSIS模型的岩爆倾向性预测

针对目前岩爆倾向性中预测模型权重确定存在不足导致模型精度不高的现状，为更准确地预测岩爆倾向性，提出综合运用粗糙集理论中的代数观和信息观，确定属性最优权重，并修正岩爆倾向性与评价指标之间的关系，建立岩爆等级理想点矩阵。根据岩爆发生条件，选取岩石脆性指数、切应力指标和弹性应变能指数3项指标作为岩爆判别指标，以国内外20组典型岩爆数据为样本，建立改进的粗糙集—理想点法（RS-TOPSIS）岩爆倾向性预测模型，并应用该模型对玲珑金矿等工程实际进行了岩爆倾向性预测。结果表明：改进后样本预测精度相比于改进前有了显著提高，所建立的模型对实际工程的岩爆倾向性预测效果良好，预测结果更准确。     

含水率对砂岩动态拉伸强度的影响

工程中的岩石具有不同的含水性，研究不同含水率岩石动态力学性质的变化规律，对岩石工程的设计和建设具有很强的指导意义。为研究不同含水率对砂岩动态拉伸强度的影响，利用霍普金森压杆（SHPB）试验装置对不同含水率试样进行了一系列动态巴西劈裂试验，研究了不同含水率砂岩在不同加载率条件下的动态拉伸强度变化规律。试验结果表明：岩石的动态拉伸强度随着加载率的增加而增加，其率相关性与含水率有关，饱和试样的率相关性较强，而干燥岩石的动态强度对加载率的变化不敏感。当加载率较低时，岩石的拉伸强度随着含水率的增加而降低；当加载率较高时，由于水的Stefan效应，水对岩石裂纹产生抗力，阻碍其扩展，导致岩石强度增加，饱和试样的动态拉伸强度出现高于非饱和试样强度的现象。     

高温深井通风降温技术的适用条件研究

随着矿山开采深度的不断增加，“三高一扰动”恶劣开采环境问题日益突出，给矿井通风降温工作带来极大困难。对于深井矿山，仅采用通风降温难以满足深部开采的需要，系统研究高温深井矿山通风降温技术的适用性问题，对矿山深部开采具有重要的理论意义和工程适用价值。首先从热力学角度，揭示风流在通风线路中的热交换规律；其次利用差分法原理计算深井筒风流温度，并依此推导出巷道和回采工作面风流温度变化趋势；然后结合采场安全生产允许温度进行反推，最终获取通风降温条件下的可采极限深度计算公式，并选取广西铜坑矿锌多金属矿体作为工程应用试验区进行论证分析。结果表明：基于风流的热交换模型可以推导出风流在井筒、巷道及工作面的温度计算公式，该公式与低温梯度、风流流经路径长度有关；假定工作面温度达到安全开采允许最高温度，可反推出该条件下矿山可采极限深度和巷道通风极限长度（仅采用通风降温措施时）；基于铜坑矿区锌多金属矿的实际条件，代入相关数据，验证计算所得极限开采深度符合实际，即所推导公式是可行的。     

无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究

传统采空区三维激光扫描技术受限于空区的复杂形态与探测作业环境，容易导致采空区探测数据不完整，无法精确获得采空区空间形态。为提高采空区三维激光扫描探测的可靠性，基于一种无人机平台搭载便携式三维激光扫描仪的飞行探测设备，开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的应用研究。简述了无人机三维激光扫描的作业原理与优势，并在大红山铁矿进行了无人机三维激光扫描技术的空区探测应用。最后分析讨论了无人机三维扫描技术在采空区探测中的应用难点与挑战。结果表明：通过无人机三维激光扫描探测，使大红山铁矿Ⅱ1 矿体 775-1 采空区的点云数据更全面、更精确。无人机三维激光扫描技术可为采空区精确探测提供一种新手段。     

中深孔爆破一次成井技术在沙溪铜矿的应用

天井作为矿山广泛使用的设施,如何安全高效掘进天井对于整个开采过程非常重要。基于中深孔爆破一次成井模式及理论,以沙溪铜矿-530 m水平FZ106和-705 m水平T308两个采场的底部堑沟切割井为例,对爆破设计方案及施工流程进行了详细分析,并取得了良好的爆破效果,为相似地质条件下的工程提供了参考。