巷道岩体能量破坏机理探讨

地下工程中岩体处在复杂的应力环境中 ,岩体中积聚着大量的变形能 ,本文从能量角度分析了岩体能量与构造应力和水平应力的关系 ,并分析了岩体从变形到破坏过程中岩体变形能转化及运移机理 ,提出了岩体失稳的能量判据 ,指出岩体自稳能力对岩体稳定具有重要影响 ,从提高岩体自稳能力来控制巷道围岩具有明显的控制效果     

吉林省红旗岭矿区 1号岩体地质特征及深部铜镍资源潜力分析

红旗岭矿区1号岩体是矿区最早发现的含矿岩体,它由1上和1下岩体及两个很小的盲岩体组成。1下岩体也是一个盲岩体,经多期勘探,仅发现其边部低品位矿体,向深部施工了5个超过900m的钻孔,寻找底部矿体,其中有2个钻孔在约900m的深度见到了矿化体,当时认为是一条小的矿体。2017年在对1号岩体利用3DMine软件建模时,发现两个小盲岩体疑似1上岩体的岩浆通道,基于这一思想,对1下岩体施工的钻孔、岩体、岩相和矿体的模型进行进一步的剖析,认为1下岩体应该是1上岩体的次级岩浆房,在1下岩体内部也应该存在类似于1上岩体的底部矿体和翼部矿体,1下岩体应该有进一步找矿的前景。     

岩体强度及其弱面临界角的计算原理及方法

在岩体工程的实践中,判断岩体稳定与否,主要是根据岩体是否产生了破坏,而岩体的破坏则取决于岩体内的应力和岩体的强度之间的数量关系。当岩体内应力大于岩体的强度,则岩体破坏;反之,岩体稳定。因此,在一切有     

基于SURPAC构建罗卜岭铜钼矿岩体基本质量的空间分布

矿山无岩体揭露工程时,由于无法直接测得与岩体基本质量相关的参数,从而不能判定岩体的稳定性级别。本文以钻孔岩芯为研究对象,对岩芯进行了点荷载强度的测定和岩石质量指标RQD的统计。基于岩石点荷载强度和单轴抗压强度之间的关系,以及岩石质量指标RQD和岩体完整性指数之间的关系,得到了每个钻孔在空间上连续分布的岩体基本质量。将获得的岩体基本质量作为数据源,借助SURPAC块体模型并采用距离幂次反比法估值了整个矿体的岩体基本质量,构建了矿体的岩体基本质量空间分布。研究结果为确定岩体基本质量以及判定岩体稳定性级别提供了方法,为采矿方法的选择以及开拓、采准工程布置提供了依据。     

GSI在节理化岩体力学参数评价中的应用—以金川二矿区水平矿柱为例

节理化岩体力学参数是岩体工程稳定性评价和进行数值计算的难点与关键,而岩体强度指标(GSI)正是针对节理化岩体提出的一种用于解决这一问题的岩体分类体系.系统介绍了GSI岩体分类体系和GSI值的确定方法,并结合E.Hoek 法确定岩体力学参数的原理和关键技术,对金川二矿水平矿柱的岩体力学参数进行了评价.评价表明,该方法可较准确反映节理化岩体的力学特性,且简单、易行,值得在同类工程中推荐.     

煤矿采空区岩体渗透性计算模型及其数值模拟分析

煤矿采空区岩体渗透性是煤矿采空区煤层气抽采设计的基本参数。从煤矿采空区岩体变形-破坏特征分析入手,通过理论分析研究了岩体渗透性与应力之间的耦合关系和模型,揭示了采空区岩体应力-应变和渗透性分布规律。研究结果表明:不同岩性岩石的渗透性在全应力-应变过程中为应变的函数,采空区岩体渗透性决定于岩体破坏程度和断裂的张开度,基于采空区岩体应力-应变导致断裂开度变化,推导了采空区岩体渗透系数与应力之间的三维关系与模型;应用FLAC~(3D)计算软件,对采空区岩体应力-应变-渗透性进行了数值模拟计算,分析了采空区岩体的变形破坏的分区分带特征,在纵向上自上而下形成弯曲下沉带、断裂带和垮落带;在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、卸载应力区和岩体应力恢复区;揭示了采空区岩体渗透性分布与采空区岩体应力-应变和破坏规律相一致的特征。无论是垂直渗透系数比(K_z/K_(z0)),还是水平渗透系数比(K_y/K_(y0)),均随着距开采煤层垂直距离的增大,采空区岩体渗透性逐渐减小,且采空区边缘的渗透系数较大,采空区两侧煤柱区岩体渗透性显著降低。     

岩体中线型聚能爆破切割试验及损伤规律研究

线性聚能爆破在预定方向破坏岩体的同时,也不同程度地造成炮孔周围岩体的损伤。为了对岩体线型聚能爆破致裂效果和损伤范围开展研究,在井下巷道壁开展了线性聚能爆破和损伤测试实验,得到了岩体中线型聚能爆破时聚能槽方向和炮孔其它方向的损伤增量随孔深的变化情况。研究表明:岩体线型聚能爆破切割技术产生的金属射流作用于聚能槽开口方向使岩体定向致裂,损伤增量大,而聚能槽开口之外的岩体损伤增量很小。线性聚能爆破具有良好的定向切割作用,保证了切割方向岩体的平整度和块度大小,减少了岩体中的裂纹,提高了工程品质。     

非均匀、随机裂隙展布岩体渗流应力耦合模型

利用Mento Catlo 模拟技术模拟基质岩块的非均质力学特性,生成岩体内的随机裂隙网络,建立了非均质、随机裂隙展布岩体生成模型,并开发了相应的程序HRFRGM.在岩体力学试验和工程地质调查基础上,利用HRFRGM生成与实际岩体工程特性相近的虚拟岩体.将其与渗流应力耦合计算程序Coupling Analysis结合,建立了非均质、随机裂隙展布岩体渗流应力耦合计算模型.研究了岩体非均质和随机裂隙网络对瓦斯抽放的影响.结果表明,提出的非均质、随机裂隙展布岩体生成模型能较好地模拟岩体的非均质性和随机裂隙展布.     

超声波检测技术在岩体物性测试中的应用

岩体超声无损检测技术是以岩体的力学特征为基础 ,研究超声波在岩体内传播的规律 ,借以了解岩体的动弹性力学状态及其结构特征。通过岩体后的超声波检测信号 ,携带了大量反映岩体物性的各种信息 ,可用以分析岩体的内部状态 ,本文详细论述了波速法检测技术和超声波谱检测技术的工作原理及其应用     

岩体结构概率模拟的原理与方法

岩体结构面网络概率模拟是岩体结构定量化的较佳途径。本文详尽地介绍了其模拟原理和过程,对模拟结果在岩体质量评价和岩体水力学特征研究作了一些讨论。     

青海夏日哈木镍钴矿区露天采场工程地质条件与岩体质量评价

通过对青海夏日哈木镍钴矿区的现场调查,获得矿区工程地质特征,对调查数据进行分析。根据矿区工程地质调查统计资料、矿岩岩石力学性质试验结果等,采用工程岩体分级标准,对矿区分布的主要岩组进行岩体质量分析评价。将区内岩体工程地质类型划分为4个工程地质岩组,根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标BQ两者相结合确定岩体基本质量级别,为矿区稳定性分析提供了理论依据。     

节理岩体工程质量分级的多元统计判别方法

在专家经验的基础上，应用多元统计分析中的Ｆｉｓｈｅｒ判别方法，建立了节理岩体工 分级判别函数，获得了一个由岩石单轴抗压强度，岩体节理间距和岩体完整性系数组成的岩体工程质量判别公式，并对节理岩体进行分类。     

裂隙倾角与密度对深部岩体岩爆倾向性影响的数值模拟研究

工程岩体是由节理、裂隙等结构组成的不连续介质体,深部巷道处于高地压、强扰动的复杂工程环境中,裂隙岩体的岩爆倾向性是深部工程安全稳定性研究的重要课题。本文以矿井深部巷道为研究对象,构建裂隙岩体模型;利用数值模拟手段通过单轴压缩试验,分析不同裂隙产状岩体的能量、强度特征。试验结果表明:裂隙弱化了岩体的力学参数,裂隙倾角和裂隙密度是影响岩体强度和岩爆倾向性的重要指标;裂隙倾角越大,岩体所存储的弹性应变能越高,岩体岩爆的可能性越大;裂隙密度对裂隙岩体弹性应变能的大小影响较小,裂隙岩体的岩爆倾向性主要受裂隙倾角的影响。研究成果对为深部工程裂隙岩体岩爆预测提供了科学的依据。     

工程岩体抗剪强度参数选取的支持向量机模型

影响工程岩体抗剪强度参数的因素复杂，且具有不确定性，由于支持向量机模型不仅能考虑定量因素，而且能考虑定性因素的影响，因而支持向量机适用于解决非确定性的工程岩体抗剪强度参数的选取问题。文中建立了选取工程岩体抗剪强度参数的支持向量机模型，利用大量工程资料对模型进行训练和测试，得出了一些有意义的结论。     

安庆铜矿-400m以下岩体质量评价与分析

根据矿体开采要求,通过岩体工程地质调查(岩体构造调查、结构面产状统计)和质量综合评价(岩石坚硬程度、完整程度、基本质量分级、工程岩体质量级别划分)对安庆铜矿1#矿体-400m以下岩体质量进行综合评估,结果表明:岩体结构面可以分为5组,最发育结构面组优势产状与F1断层一致;开采最佳轴线方向为28°方位,重要工程(采场、凿岩硐室等)一般垂直矿体走向布置,属于稳定性有利方向;四种主要岩体属于坚硬或较坚硬岩,完整性程度较好,工程岩体级别为III级。所得岩体质量评价结论可为矿山后期开采提供基础数据支撑。     

岩体带状结构刍议

河谷岩体岸坡存在明显的带状结构，不仅包括工程上常需区分的风化分带及卸荷分带，而且岩体内的应力、结构类型、岩体质量等同样具有明显的分带特征，因此提出河谷岩体带状结构的概念不仅在理论上更加系统化，同时对于指导岩体工程的勘察设计具有重要意义。     

基于双指标深部高应力岩体完整性的评价研究

地下岩体结构工程稳定性是地下工程的研究热点,而其中岩体完整性对地下岩体结构变形、失稳起着决定性作用,同时也是为地下工程的开挖设计、制定支护策略提供理论依据。针对会泽铅锌矿深部高应力、多地层交错等复杂地质环境,采用钻孔RQD统计法与现场声波测试技术,综合对会泽铅锌矿1274m水平岩体进行完整性评价。研究结果表明：统计的RQD均值在25.1%~29.8%之间,结合非连续面条数统计,表现岩体完整性整体上较差；声波测试显示岩体完整性系数范围在0.29~0.53之间,属于破碎及较破碎岩体。两种评价方法的实际应用,可互相评价结果的准确程度,对钻孔所揭露的岩体完整性进行定量分析,为矿山设计提供依据,可为类似矿山提供借鉴。     

安庆铜矿岩体稳定性的工程地质研究

矿床开采时岩体的自然平衡状态被破坏，形式和程度各异的工程地质问题会随之发生，影响矿山的安全生产，为查明安庆铜矿采区的工程地质条件，评价其岩体稳定性，在收集和事理原有资料的基础上，对１＾＃矿体回采区段的岩体工程地质条件进行了详细的调查。并应用有关力学理论和方法划分了工程地质岩组和岩体结构的类型，对岩体的稳定性进行了质量评估，系统地论证了采区的岩体工程地质条件。     

岩体化学加固材料优选决策支持系统研究

破碎岩体加速加固是矿山和岩土工程中抢险救灾常用的技术。针对工程中经常出现因化学加固材料选择不当而诱发二次事故的现状,在对化学加固材料属性分类研究的基础上,建立了加固材料数据库;针对岩体快速加固的工程要求,提出了岩体完整性的分级方法;在此基础上,根据具体加固工程要求的加固速度、加固强度和成本以及加固工程的地质环境,研制了岩体化学加固材料快速优选的决策支持系统;通过在对山东某煤矿1409工作面快速加固时应用该系统,验证了化学加固材料分类方法和针对化学加固的岩体完整性分级方法的合理性。本文的研究结果可以作为岩体加速加固设计的理论依据和辅助工具。     

深部巷道裂隙围岩危险体判定及应力监测预警

工程岩体是由节理、裂隙等结构组成的不连续介质体,深部巷道处于高地压、强扰动的复杂工程环境中,裂隙岩体的稳定性是深部工程安全稳定性研究的重要课题。本文以矿井深部巷道为研究对象,构建离散裂隙网络模型,获得等效岩体参数,并以此建立裂隙岩体工程模型;分析工程巷道裂隙围岩的应力、变形和破坏特征。模拟试验结果表明:斜联巷、釆联巷、水仓与主运输巷交叉等位置是应力集中区,易产生张拉、剪切破坏;根据数值模拟获得的应力集中危险区域分布特点,布设围岩应力监测网络,成功预警位于斜联巷和水仓连接巷的顶板塌落事故,为矿山设备、人员安全提供了可靠的保障。