大团山矿床采空区处理方法

采用岩石力学原理和方法,通过现场初始地应力实测、室内岩石力学性质试验和矿床开采全过程的三维有限元模拟,系统地分析了大团山矿床开采过程中采空区顶底板和矿柱的稳定性。结果表明,矿柱宽度小于２７．５ｍ时,矿柱将会发生失稳,增加矿柱宽度对采空区顶底板稳定性的影响并不明显。据此进一步提出了一套合理的空区处理方法,并被设计和生产所采纳     

用Fisher判别法和支持向量机预测地下矿山矿柱稳定性(英文)

利用Fisher判别分析(FDA)和支持向量机(SVMs)等来识别地下矿山矿柱稳定性,从多种煤矿和石材矿山中提取一些指标和力学参数作为识别因子,包括矿柱宽度、高度、矿柱的高宽比、岩石单轴抗压强度和矿柱应力。包括取样、训练、建模和评估4个主要步骤。在建模阶段,基于统计学习理论,建立两类矿柱稳定性预测的FDA和SVMs模型,以40组世界不同矿山的实测数据进行模型的训练和测试,并将其模型应用于其他6组待测样本来验证建立模型的有效性,将SVMs模型预测结果与FDA模型及实际情况进行对比,采用指标回代估计法和交叉验证法来考察模型的识别能力。研究表明,SVMs和FDA模型都能较好地预测矿柱的稳定性,但SVMs的优势更明显,有望成为一种可靠、实用的地下矿山矿柱稳定性的评价工具。     

倾斜矿体采空区非对称顶板-矿柱结构体协同承载机理

为解决倾斜矿体回采后大倾角顶板和非对称空区可能引发的采空区支撑结构体变形及破坏失稳问题,以某石灰石矿非对称顶板-矿柱支撑结构体为研究对象,构建结构体承载力学模型,求解顶板挠曲变形值及矿柱安全系数,分析不同倾角、跨度比下顶板变形特征及矿柱失稳破坏模式,研究其协同承载机理。结果表明：顶板变形、矿柱失稳破坏模式受采空区倾角θ和跨度比λ的双重影响,顶板变形大小随着θ的增加表现为双增长率,与λ的关系伴随着θ的变化而变化。矿柱失稳破坏模式受θ的影响程度随着λ的增加而减小,当0°<θ≤30°时,矿柱主要为小偏心受压破坏;当θ=0°和30°<θ≤60°时,随着λ值的增加,矿柱破坏模式从大偏心受压破坏向小偏心受压破坏转变。顶板维系采空区稳定的能力随着θ的增加逐渐降低,矿柱维系采空区稳定的最优λ值随着θ的增加逐渐减小,矿柱约束顶板变形作用大小随着λ的增加而降低。数值模拟和工程实例验证了理论计算结果的可靠性,为地下空场法矿山安全开采提供一定的理论支撑。     

硬岩金属矿山深部开采中的动力学问题

从深部开采环境阐述了金属矿硬岩在高地应力作用下的储能特征,并从深部开采工艺方面分析了随着金属矿山开采深度的不断增加,连续采矿方法已经成为未来深部开采的必然趋势。通过分析,认为处于高应力下的硬岩矿体在承受连续采矿法带来的动力扰动时,可以认为是岩石动静组合的受力问题。在此基础上,利用岩石动静组合加载理论分析了硬岩矿山在深部开采中的几个关键动力学问题,主要包括:硬岩矿山深部开采中的系统扰动和岩爆、深部开采中爆破引发的矿震及巷道失稳现象、深部硬岩开采中的能量释放与有序调控。理论分析和工程实践证明,硬岩金属矿山深部开采中存在的很多动力学问题可以利用岩石动静组合加载理论进行科学论证和分析,这对深部采矿的工程实践有较好的指导意义。     

基于不同充填接顶率的采空区顶板拱架自稳效应

以金属矿采空区顶板为对象,构建以顶板跨度(L),冒落高度(H)为变量的三铰拱力学模型,推导出不同接顶率(m)下顶板最大拱轴力表达式,结合岩体临界轴力判别式,研究充填体不同接顶率下空区顶板的拱架自稳效应。以某金属矿山不同跨度的3个采空区为例,通过顶板最大拱轴力计算,分析不同接顶率对顶板拱架支撑作用的影响;利用数值计算及矿山地压监测数据,对比校验分析结果的合理性。结果表明:随着充填接顶率的增加,顶板最大轴力随之降低;当充填接顶率达到80%时,顶板的轴力值低于临界值,顶板拱架支撑效果明显。     

金属矿崩落法扰动范围预测新方法及应用（英文）

为量化金属矿崩落法扰动范围，提出一种基于岩石力学参数扰动范围的预测新方法。通过将岩石力学指标与随机介质理论相结合，建立扰动范围预计修正公式。基于扰动等效中心和扰动衰减球面，推导金属矿山开采扰动的二维安全判据。将该方法应用于6个矿山和尖山矿，并利用FLAC^3D模型对尖山矿进行数值模拟。经对比，预测值与实测值的后验差比值为0.0357，多因素交叉分析得到该方法对结果产生的相对误差仅为0.078。研究表明，该方法的预测精度高，且不会对安全性产生显著影响。     

矿柱不同重叠率条件下空区顶板安全厚度

相邻中段矿柱间发生严重偏离时,严重影响采空区顶板安全厚度的取值,危及矿山生产安全。本文以某地下石灰岩矿山采空区为例,在分析相邻中段偏离矿柱的顶板受力特征基础上,构建顶板的受力模型,建立安全厚度(h_s)的数学表达式,研究h_s与矿柱重叠率λ、矿柱宽度a、空区跨度b之间的关系。结果表明：当b一定时,h_s随a的增加而增大,λ在0.8～1.0时,h_s变化较小并趋于定值;h_s随着λ的增加而减小,λ在0.8～1.0时,h_s变化较小并趋于定值;当a一定时,h_s随b的增加而增大,λ在0.8～1.0时,h_s增速变化较小;h_s随着λ的增加而减小,λ在0.8～1.0时,h_s增速较小;矿山矿柱重叠率须控制在0.8以上。实例1和实例2验证了理论计算方法的科学性。     

熵权—云模型对岩爆等级的预测（英文）

采用熵权法和云模型判定岩爆等级。选用岩石的单轴抗压强度σ_c、单轴抗拉强度σ_t、切向应力σ_θ、岩石的压拉比σ_c/σ_t、岩石的应力系数σ_θ/σ_c和岩石的弹性变形指数W_(et)作为岩爆等级判定的因素建立岩爆评价指标体系。以收集到209组工程中的实际岩爆情况及数据作为样本进行分析计算,建立岩爆等级判定的熵权-云模型。运用该分析模型分析岩爆评价指标体系中评价指标的敏感性,并对收集到的工程实例岩爆情况进行判定,将结果与Bayes、KNN和随机森林方法的判定结果进行比较。研究表明:评价指标体系中指标敏感性由大到小的顺序为:σ_θ /σ_c, σ_θ, W_(ct), σ_c/σ_t, σ_t, σ_c,;熵权-云模型的判别准确率比Bayes、K最邻近结点算法(KNN)和随机森林(RF)方法高。     

PCA和贝叶斯分类技术在焊缝缺陷识别中的应用

以埋弧焊管焊缝的X射线检测图像为应用对象,针对图像中噪声点与微小缺陷易混淆的问题,提出将朴素贝叶斯与主成分分析法相结合,应用到焊缝图像的缺陷识别中的思路。首先,通过主成分分析进行特征向量的去冗余和正交化处理;其次,采用核密度估计的方法进行未知分布样本的条件概率密度函数估计。最后,利用贝叶斯原理实现缺陷类型的判别。试验表明,通过与主成分分析法的结合,朴素贝叶斯方法在焊缝缺陷识别的准确率上提高了5.5%,可有效地应用于焊缝检测图像的缺陷识别。     

基于ADASYN和Swin Transformer的滚动轴承故障诊断研究

针对实际工况下,正常样本丰富、故障样本稀缺的类别不平衡情形,导致基于深度学习的故障诊断模型诊断能力较差这一问题,提出一种基于自适应综合采样方法(ADASYN)和Swin Transformer的故障诊断模型。使用自适应综合采样方法,改善数据分布,解决实际工况中故障样本与正常样本类别不平衡问题;使用Swin Transformer网络模型代替CNN网络 ,并使用深度迁移学习方法,使Swin Transformer网络模型掌握判别滚动轴承故障所需的浅层权重,深层权重通过反向传播方法训练获得;之后,将模型用于轴承故障测试,并对其进行调试;最后,将模型用于轴承故障实测,检验其实际工况下的诊断能力。实验结果表明：所提模型具有97%的诊断准确率,能够很好地适用于类别不平衡情形下的滚动轴承故障诊断。     

Instantaneous and long-term deformation characteristics of deep room-pillar system induced by pillar recovery

The goaf may face a series of deformation and settlement problems when the room-pillar mining method is used to excavate ore and pillars in the deep strata. To this end, a deep room-pillar model with two levels was made, and the pillar recovery was carried out. The instantaneous deformation responses during the pillars recovery and the long-term settlements after the pillar recovery were analyzed. During the pillar recovery, different regions of surrounding rocks suffer from different dynamic disturbances which can be divided into three types, including (I) the combined action of blasting disturbance and unloading disturbance, (II) the sequential action of blasting disturbance and unloading disturbance, and (III) the action of unloading disturbance. After the pillar recovery, the settlement above the first recovering pillar is the largest, which has a traction effect on the settlement in other areas. The settlement process can be divided into two stages, stable displacement stage and unstable displacement stage. When the pillar-room system undergoes the unstable displacement stage, rock spalling and further cascading collapse will occur.     

STABILITY ANALYSIS OF THE SUBLEVEL CAVING METHOD

本文归纳了用线弹性和非线性的弹-塑性有限元法对于在不同应力场条件下的分段回采巷道的应力分析的结果。从分析中发现,在废石已崩落的分段水平或崩矿的分段水平下面的分段回采巷道将出现临界应力集中。在爆破和放矿的循环中,如果中央回采巷道开采滞后时,将在该进路巷道出现拉伸和剪切破坏。在水平应力场条件下,回采巷道顶板的所有拉伸破坏都不再出现,只有在回采巷道底板上将出现轻微的屈服。与在重力应力场下的分析结果互相比较,当水平应力随着深度增加以后,在分段回采巷道附近的屈服破坏带将会大大变小。然而,预料将有另一种破坏出现,这就是在矿石柱体的测面的中部可能出现过分大的剪应力而导致的剪切破坏。 从分段崩落法稳定性的研究中,可以得出两个主要结论:(1)回采巷道的宽度必须仔细地控制在一定的范围内,并且要选择好恰当地回采顺序;(2)分段崩落法可以用于开采深部矿体,如果将矿柱宽度随开采深度而作相应的增加的话。     

云锡塘子凹矿体矿岩物理力学参数研究

通过对 31- 1#矿体矿岩物理力学参数的研究 ,对矿岩特性及稳固性进行了科学、合理地评价 ,为矿体开采过程中采矿方法的选择、采场结构参数的确定及回采过程中 ,地压的管理提供了科学依据 ,从而保证了矿山生产的安全可靠性     

临时矿壁结构的可靠性

临时矿壁的稳定性直接影响无间柱连续采矿技术的贫化率和损失率,进而决定该试验技术的成败。采用确定性分析法分析采矿结构的稳定性,由临时矿壁的力学分析建立临时矿壁的抗倾覆条件极限状态方程和强度条件极限状态方程,进行临时矿壁稳定可靠性分析,得出了对实际工程有参考价值的结论。     

露天与地下联合开采采空区稳定性分析

针对拉拉铜矿露天与地下联合开采的复杂情况,采用FLAC3D分析一定的隔离矿柱支撑下采空区围岩变形及破坏特征。依据岩石力学摩尔—库伦准则,采用FLAC3D内嵌的FISH语言定义了剪切安全度及拉伸安全度两种破坏判据。依据模拟结果,为施工设计提供理论依据。     

安徽池州竹塘—南冲锰矿区矿体成因及找矿标志

安徽池州竹塘—南冲锰矿区属于扬子北缘安徽东至—贵池—泾县成矿带,主要产于二叠系下统孤峰组下段含锰岩系中,严格受层位控制.文章通过分析研究区锰矿体成因,同时根据成矿规律及地质情况,提出研究区寻找锰矿的标志,为今后研究区进一步找矿提供依据.     

分段空场采矿法聚矿堑沟的设计优化

分段空场法开采缓倾斜矿体时,如果聚矿堑沟布置在矿体与围岩交界的位置,应该对堑沟布置的位置进行必要的分析及计算,以获得较好的经济效益。笔者结合自己的设计经验,对堑沟布置的最佳位置作了分析,提出了堑沟布置最佳位置的计算思路和方法。     

隔离矿柱合理参数的研究

通过总结国内外矿柱强度计算公式,得出了矿柱强度与宽高比关系;通过FLAC-3D数值分析得出矿柱强度与长宽比关系。隔离矿柱在宽高比达到8,长宽比达到4时矿柱达到最大的支承强度,此时矿柱稳定性最好。     

深部硬岩矿山高频冲击锤非爆机械化开采现场应用（英文）

采用高频冲击锤开展非爆机械化开采现场试验,研究高频冲击锤在深部硬岩矿山应用的可行性。现场开采试验前,先监测矿体上开挖松动区范围,并从待开采矿柱上取样,进行截齿破岩试验,指导现场采矿试验。采矿试验中高频冲击锤的整体开采效率达到50.6 t/h,开挖卸压槽后开采其上部矿体效率高达158.2 t/h。这表明高频冲击锤在深部硬岩矿山具有良好的应用前景,卸压槽有利于非爆破机械化开采。同时,高频冲击锤还表现出工时利用率高、剥落矿块块度小、粉尘少、开采扰动小等优点。最后,基于现场应用和截齿破岩试验结果,提出基于高频冲击锤的深部硬岩矿山非爆机械化开采方法。