卸压巷对被保护巷变形影响的数值模拟

在矿业开采过程中,巷道围岩受应力变化影响,顶底板与两帮均会发生变形收敛。通过开挖卸压巷和优化卸压巷的几何参数,能有效减少巷道围岩收敛。利用3DEC离散元模拟软件,模拟在400m埋深条件下不同形状、位置的卸压巷对被保护巷道的顶底板、两帮的位移变化规律,研究卸压巷对被保护巷道的影响。模拟结果表明:以X正方向为起点0°,逆时针旋转,在离被保护巷1.65倍巷宽的315°位置处,开挖正(长)方形卸压巷,能有效减少被保护巷的整体变形。     

考虑裂隙岩体爆破损伤的装药结构研究

装药结构是改善裂隙岩体爆破效果的重要因素,结合某隧道爆破掘进工程,通过地质雷达现场岩体损伤探测及柱状装药爆破损伤理论估算,获取隧道掌子面前部裂隙岩体爆破损伤规律,并提出基于其爆破损伤规律的装药结构。雷达探测发现:隧道掌子面前部裂隙岩体受爆破开挖损伤明显,Ⅳ级岩体的裂隙区范围最大值约2.4 m,Ⅲ级岩体为1.8 m,均位于下一装药区域内,理论计算与雷达探测结果基本一致。利用获得的掌子面前方裂隙岩体的爆破损伤规律,提出了"减药非连续装药"装药结构,可减少裂隙区炮孔二分之一装药量。实践证明:该装药结构能提高爆破有效能,降低工程成本与围岩损伤。     

砂岩加载过程中的细观损伤试验研究

为研究砂岩在加载过程中的细观损伤特征,采用三轴压缩试验设备,对砂岩进行特定高围压下不同轴向应力加载试验。利用扫描电镜、能谱分析仪对加载后的完整岩样进行细观观测,运用图像处理程序对砂岩的细观损伤信息进行统计分析。研究结果表明:在30MPa围压和未超过单轴抗压的轴应力下,砂岩的应力–应变曲线未见明显屈服点,而随轴向应力增加,其塑性变形程度与细观损伤因子不断增加,砂岩强度渐进劣化;试件细观损伤因子基本服从Gauss函数分布,其细观损伤随轴向应力的增加由观测面边缘逐渐向中心延展。砂岩内部的3种细观结构在加载后仅表现为砂粒、胶结体2种细观形貌,且随轴向应力的增加,试件损伤细观上首先从胶结体开始,然后逐步转移到砂粒。砂岩主要由氧、硅、铝3种元素组成,氧元素遍布整个试件,硅元素主要分布在试件的高强度区,铝元素主要分布在试件的低强度区。     

主井深度爆破对周边建筑物的影响

应用数值模拟与理论分析结合的方法,研究了某大型磷矿主井深度爆破对周边建筑物的稳定影响。数值模拟结果表明:随着主井爆破掘进深度的不断增加,破碎站的振动速度有先增大后减小的规律。理论分析计算表明,在考虑数值模拟中破碎站振动规律的前提下,原设计方案爆破会对破碎站造成损伤,威胁破碎站的安全。为保证破碎站安全,采用小炮实验找出场地爆破振动波衰减规律,分析选取适合作为预测最大段药量的公式。计算表明主井掘进深度0～72 m需控制最大段药量,主井掘进深度大于72 m之后,可按照原爆破设计方案施工。