不同类型岩石中弹性波衰减特性研究

通过断铅试验,利用PCI–2声发射系统对弹性波在花岗岩、大理岩、红砂岩、灰岩中传播的衰减特性进行试验研究。结果表明:4种岩石上弹性波信号的幅值和频率都随着震源距离的增加而减小。在花岗岩和红砂岩中,弹性波信号的幅值和中心频率衰减先快后慢,呈现出明显的阶段性特征,不同阶段有不同的衰减系数,与其相对应,峰值频率出现分级现象,幅值衰减较快的阶段,峰值频率较高,衰减较慢的阶段,峰值频率较低。在大理岩和灰岩中,弹性波信号的幅值和中心频率衰减速率较为均一,其峰值频率没有发生明显变化,基本维持在120k Hz左右。通过分析4种岩石的微观结构可知,造成弹性波衰减最主要的因素是岩石内部矿物颗粒之间结合的紧密程度,紧密度越高的衰减越小,紧密度越低的衰减越大;其次是岩石内部结构面的发育程度,结构面越多的岩石衰减越大,结构面越少的岩石衰减越小。此外,不同岩石材料的品质因子Q与岩石的波阻抗有很好的相关性,波阻抗越小的岩石,Q越小,弹性波的衰减也越大。     

露天台阶下空区安全隔离层计算及稳定性分析

我国很多露天矿山存在开采境界下有空区危害的现象,安全隔离层厚度及稳定性分析是保证露天安全开采的关键,也是迫切需要解决的问题。以广东省大宝山露天矿开采为例,理论计算得出不同跨度下的安全隔离层厚度,再结合数值模拟软件建立二维空区模型进行模拟,比较理论计算和数值计算的结果。通过二者的比较最终得出不同跨度下最佳的安全隔离层厚度。最后就矿山具体存在的空区群,建立三维空区群模型进行稳定性分析。为露天开采境界下空区稳定性分析提供了一套系统的方法。     

岩石中速度对声发射源定位精度的影响(英文)

为定量研究岩石中速度误差或偏差对声发射源定位精度的影响,分别就一维线和二维平面情况下岩石中声发射源定位情况进行试验。对于线定位,采用花岗岩岩杆,对于平面问题,采用正方体大理岩,用铅笔芯折断的声音模拟声发射源。为比较线定位与平面定位的精度,在大理岩上表面的中线上进行线定位。从速度的多次测量结果来看,线定位的速度变异系数较平面定位各个方向要小。研究发现,对于线定位,绝对距离最大误差在0.8cm左右,当速度相差200m/s时,绝对距离定位误差相差0.4cm左右;对于平面定位,在传感器30cm的阵列情况下,绝对距离定位高达5cm,甚至8.7cm,可见,平面定位速度严重影响定位精度;平面定位误差较线定位误差大,说明在工程实际中,能用线定位解决的问题尽量不用面定位;与常规认识不一致的是,平面定位中6个方向速度的平均值的定位精度不是最小的,而对角线上速度的均值的定位精度最小。     

竖井围岩-支护系统稳定性分析的最小安全系数法

根据弹塑性力学及围岩-支护相互作用原理，分析了竖井稳定性，推导了竖井围岩与支护的应力、位移以及支护厚度的计算公式.根据泊松比的大小，判断围岩周边最大主应力的方向.结合Drucker-Prager强度准则和安全系数，建立了安全系数评价法，通过FISH语言实现了求解，为围岩稳定安全范围、支护方位以及支护厚度提供了合理的参数.     

破损铝电解槽阴极钢棒的冲击回波法检测

电解槽的寿命及修复关系着整个电解铝行业的经济效益,是不容忽视的技术问题。为能对破损电解槽进行及时修复从而延长电解槽寿命,提出应用冲击回波法对电解槽破损状况进行评估。首先利用数值模拟方法探讨了冲击回波激振源特性对应力波脉冲宽度及应力峰值的影响,得出激振源直径D与脉冲宽度tc呈线性相关：tc=0.004D,且与应力峰值(P)呈指数相关P=2e~8D^{1.928 8},而冲击速度v不改变脉冲宽度tc,但与应力峰值P呈线性相关：P=0.0751v-0.068 6。进而基于数值分析结果,运用冲击回波法检测破损电解槽中的阴极钢棒,通过对检测结果的时频域分析,得出了阴极钢棒的破损状况及位置,并与刨槽后真实的阴极钢棒对比。结果表明：冲击回波法能很好地实现电解槽破损部位的定位,可为电解槽寿命评估与修复提供参考。     

巷道通风阻力的模糊评价

针对巷道中通风阻力影响的模糊性，在分析其影响因素的基础上，建立了5个标准模式，运用模糊识别的方法确定各因素的隶属函数，从而合理评判巷道中通风阻力大小与巷道通风效果的优劣。     

A novel experimental system for performance evaluation of water powered percussive rock drill

A set of water powered excavation test system was developed for the comprehensive performance testing and evaluation of water powered percussive rock drill indoors. The whole system contains hydraulic power section, electronic control system, test and data acquisition system, and assistant devices, such as guideway and drilling bench. Parameters of the water powered percussive rock drill can be obtained by analyzing testing data, which contain impact energy, front and back cavity pressure, pressure and flow in each working part, drilling velocity, frequency and energy efficiency etc. The system is applied to test the self-designed water powered percussive rock drill SYYG65. The parameters of water powered percussive rock drill with impact pressure of about 8.9 MPa are 58.93 J for impact energy, and 8.97% for energy efficiency, which prove the effectiveness of system.     

露天矿山安全检查体系的建立和应用

安全检查是矿山实施安全管理的重要手段,也是矿山安全标准化的组成部分。分析了露天矿山安全检查体系和安全检查表的主要编制内容,提出了安全检查表的构建建议,并以广东省大宝山矿业有限公司露天开采系统为例,构建了以安全检查表、安全检查制度为核心,包括巡回检查、例行检查、专业检查、综合检查的露天矿山安全检查体系,实践应用结果表明,安全检查体系的建立可大大提升矿山安全管理水平。     

张拉作用下岩石破裂的声发射特性及P波初动极性

为深入探讨岩石在张拉作用下破裂的声发射特性,设计了一种膨胀剂扩张破裂的声发射实验,详细分析了花岗岩、大理岩和红砂岩声发射信号的特征参数及P波初动极性。实验结果表明:声发射信号的累积计数和能量在三种岩石试样宏观开裂时均呈指数增长;花岗岩、大理岩和红纱岩试样声发射信号的中心频率分别主要集中在100 ~ 300 kHz、200 ~ 400 kHz、200 ~ 500 kHz;花岗岩低频率事件占比最多,大理岩高频率事件占比较多,而红砂岩高频事件占比最多, 三种岩样膨胀力荷载后期低中心频率声发射信号增多,说明大尺度破裂增加;三种岩样声发射信号的RA主要集中在0~1.9之间,大理岩和红砂岩AF值主要集中在50 ~ 100 kHz之间,花岗岩AF值主要集中在200 ~ 250 kHz之间,RA?AF的分布特性表明,实验中岩样主要以张拉破坏为主;通过P波初动极性分析法,获得各岩样声发射信号的初动极性,结果显示,花岗岩、大理岩和红砂岩分别有77.82%、79.5%和87.42%的T-型破裂源,花岗岩、大理岩几乎不产生S-型破裂源,而红砂岩因为天然节理裂隙较多,有9.93%的S-型破裂源。RA?AF分布分析和p波初动极性分析都是统计分析法,可以定性描述岩石破裂类型。      

地下空区激光三维探测及稳定性分析

为了解决地下空区对露天矿安全生产的影响,针对洛钼集团露天开采境界下覆不明空区,利用激光三维扫描系统通过地表钻孔对空区进行精确三维探测,把激光三维探测的数据导入SURPAC建立空区三维块体模型,研究了SURPAC和FLAC~(3D)的数据转换方式,并编制相应程序把空区三维块体模型导入软件FLAC~(3D)进行稳定性数值分析.计算结果显示:该空区模型内各单元内的不平衡力趋近于0;节点(6066,4775,1430)处的Z方向位移趋近于恒定值;初始平衡状态下围岩最大位移量约为0.086 m;围岩中最大拉应力为1.52 MPa,应力集中区最大压应力为12.37 MPa,均小于岩体的抗拉、抗压强度.由此表明,该空区上方地表运动停止,空区上方围岩不会发生拉裂破坏,空区目前处于稳定状态.