节理发育岩体巷道掘进爆破数值模拟与应用研究

节理面、软弱夹层和断层等地质不连续面是影响巷道掘进爆破效果的重要因素。根据岩体中应力波的传播理论,以某煤矿轨道下山为工程背景,利用LS-DYNA软件对倾角为68°、宽度为3 cm的节理岩体巷道掘进掏槽爆破进行模拟分析,验证了理论分析中节理面对爆炸应力波传播的影响。结果表明：节理面破坏了岩体的整体性,其背爆侧岩石破碎较弱,而迎爆侧由于节理的反射作用岩体破碎加剧。提出了掏槽孔中心直眼采用孔内间隔延期装药结构和?35 mm的炸药以增加掏槽爆破能量,合理布置炮孔、减少节理面附近炮孔装药量,并辅以增加炮孔深度、提高堵塞长度和质量等措施,延长了爆炸能量作用时间,提高了爆破效率。现场应用取得了良好的效果。     

海沟金矿节理分布规律及其对采空区稳定性影响的研究

海沟金矿采用空场法进行采矿生产 ,十几年开采后留下约 10 0 0× 2 70m的采空区 ,对生产安全构成相当大的危险。本文通过现场工程地质调查研究 ,根据地质力学理论将围岩区的节理裂隙发育规律与地质构造关系进行了系统分析 ,初步判定该矿区围岩受多期多方向和多序次构造影响 ,主要张扭性断裂和节理走向与矿脉走向一致 ,对采场稳定性、矿山后期开采和采空区的处理将产生不利影响 ,必要时应对围岩进行支护     

某矿复杂采空区群稳定性数值模拟研究

某矿采空区具有规模大、数量多、空间关系复杂等特点,急需开展复杂采空区群稳定性课题的研究。在对采空区群及其开采环境现场调研的基础上,进行了现场点荷载试验与室内单轴抗拉、抗压强度实验,获得岩体力学参数。采用三维有限元方法对该矿进行数值模拟,模拟结果表明:该矿采空区稳定性偏低,部分空区顶板出现拉应力集中,有可能出现顶板冒落。根据分析结果,提出了相应安全对策,为矿山的安全生产起到指导作用。     

金厂峪金矿采空区处理方案咨询审查会议在金厂峪金矿召开

河北省金属学会、河北省黄金公司由6月18日至20日在金厂峪金矿联合召开了该矿采空区处理方案咨询审查会议。参加会议的有大专院校,设计、研究院所,兄弟矿山等九个单位专家,学者、工程技术人员共23人。金厂峪金矿于一九六五年投产,到目前已形成采空区101万M~3,已严重威协着矿山的安全生产。于会代表通过现场勘察、认真核对有关资料。充分讨论初步形成了对该矿采空区处理方案的建意。即(1)该矿北部上部已崩落,下部矿体向南     

Unwedge程序在深埋型矿床地质稳定性分析中的应用研究

Unwedge程序假设矿层体中的结构面是无限延伸的平面,矿床地质的跨度越大,其自动生成的最大楔形体就越大,而实际矿层体中的结构面不是无限长的,因此该程序自动生成的最大楔形体与实际不符。本文以工程区量测的节理长度乘以安全系数作为Unwedge程序中分析节理的迹长,所形成的楔形体尺寸较符合实际。深埋地下工程矿床一般面临较大的地下水外水压力,Unwedge程序分析表明外水压力对块体稳定性具有非常不利的影响。     

基于数字钻孔影像的深部结构面类型识别及发育特征研究

深部岩体中不同类型的结构面对地下水封洞库的稳定性和水封条件产生不同的影响效应,开展深部岩体中结构面类型识别与发育特征研究具有非常重要的意义.结合黄岛地下水封洞库工程,基于数字钻孔影像技术,从曲线的形状、宽度、颜色、交错关系以及曲线周围岩石岩性等方面分析了洞库区深部发育的4类结构面的钻孔影像特征,并以ZK8中120m～-60m段为例进行了深部结构面类型识别和发育特征研究.结果表明:(1)洞库区各类结构面具有不同的钻孔影像特征,可以借此开展深部结构面发育特征的分类研究;(2)洞库区构造节理和变质分异面发育数量沿纵深方向呈现逐渐减小的特征,且变质分异面仅发育在30m高程以上区域,岩脉侵入节理主要发育于局部较小范围,对洞室群的影响视其发育位置而异.因此应注重对深部结构面发育特征的研究,为工程建设提供翔实可靠的依据.     

岩体节理面三维网络模拟方法构建与应用

岩体节理是研究岩体物理力学性质的基础,但其通常深埋在岩体内部,很难全面了解其空间分布形态。为展现岩体节理面在三维空间的发育特征,掌握节理裂隙在岩体内的分布规律,构建岩体节理面三维空间分布模型。以广西盘龙铅锌矿为研究对象,采用测线法获取现场节理基本信息,运用概率论与数理统计对节理几何参数进行统计分析,并确定参数分布的概率模型。根据蒙特卡洛模拟原理结合Excel中产生随机数的相关函数,获取模拟数据,利用AutoLISP语言编写模拟程序,在CAD中生成三维节理面网络模型,并将该模型运用到岩体质量分级中。研究表明:节理面三维网络模拟效果良好,在岩体质量评价中充分体现了各项异性特征,评价结果更符合实际,该方法为岩体节理面研究提供了一种新的思路与途径。     

基于关系矩阵和隶属函数的采空区稳定性评价

为了对赤峰中色白音诺尔矿业有限公司南区大型采空区稳定性进行有效地分析,提出了一种基于关系矩阵和隶属函数的评价方法。该方法综合考虑岩石强度、顶板暴露面积、原岩应力状态、结构面情况以及地下水赋存情况等影响采空区稳定性的因素,通过对关系矩阵和隶属函数的建立,确定各因素的活动性指数及相应隶属度值,计算其稳定性系数。根据计算结果并结合实际情况对矿山地下采空区稳定性作出综合评价。该方法也可应用于其他类似的地下金属矿山采空区稳定性分析。     

节理岩体矿岩块度三维模拟研究

为实现矿岩块度预测的三维可视化模拟,根据岩体内节理面倾向、倾角和节理间距等几何参数的分布规律,采用Boost Random库实现节理面Monte Carlo随机模拟,从而建立原始块度预测的节理素描文件,然后引入崩落块度修正系数计算崩落块度预测的节理素描文件。根据节理素描文件数据计算三维节理面网络,逐个取出节理面平面,对模拟范围的长方体模型进行切割,建立块度三维模型。利用块度三维模型分别计算块体的容积系数和共线性值,对块体进行形状分类。结合VTK库和HOOPS 3D实现上述算法,以普朗铜矿自然崩落法为例对首采区原始块度进行预测：块体体积的四分位点分别为0.164,0.403,0.853 m3,块体等效尺寸在0.5～3.0 m区间时块体占较大的体积百分比;同时,根据块体等效尺寸分布曲线得到放矿口的尺寸应大于5 m×5 m。研究结果表明：该方法能够根据现场节理面调查结果模拟岩体内节理分布,进而利用矿岩块度三维模型实现矿岩块度的预测和统计分析,为自然崩落法开采研究提供了重要依据。     

基于PEM-JFEM方法的节理岩质边坡稳定性评价

以赞比亚一露天铜矿南帮边坡(矿体下盘)为研究对象,将Rosenbluth点估计方法与节理有限元方法相结合应用于该节理发育的岩质边坡稳定性评价中.建立以边坡岩体材料强度参数(内摩擦角和黏聚力)为输入变量,安全系数为输出变量的概率模型,点估计状态函数的求解过程引入节理有限元方法.通过现场节理及结构面调查,建立边坡节理有限元模型求解边坡安全系数,得到基于安全系数的边坡变形破坏概率统计指标,对边坡稳定性进行了概率分析,分析结果与现场失稳情况一致.该方法既考虑了岩体材料参数在赋值过程中实际存在的不确定性,同时也考虑了节理岩质边坡的节理属性,充分体现了岩层接触作用的非线性关系,使得对节理岩质边坡的稳定性评价更加合理.      

遂昌金矿地应力测定与分析

结合遂昌金矿采空区监测研究,应用空芯包体应变计和套孔应力解除法测定遂昌金矿地应力,掌握了地应力大小、方向等应力分布规律,为采空区稳定性分析和采场布置提供了有效的应力数据.     

Arching in Soils Applied to Inclined Mine Stopes

Determination of stress distribution, giving due consideration to arching mechanism within minefill stopes, is of great importance because of its influence on the ground stability, ore recovery, and cost effectiveness. Most of the past studies on the stress determination have been applied to vertical stopes, and there is a lack of research study, especially analytical work, on inclined stopes. This study provides an analytical expression for the vertical stress at any depth within the inclined backfilled stopes by incorporating an arching effect within the backfill. Comparatively, the results obtained from this study agree well with other limited analytical and numerical results reported in the literature. A parametric study is undertaken to investigate the effect of various parameters involved in the proposed analytical expression. The results obtained reveal that stope geometry, fill properties, and stope inclination are critical factors in predicting the stress distribution in mine stopes.     

伏萨尔梁法修正及其在露天采场采空区处理中的应用

伏萨尔梁属不连续介质结构模型，物理意义明确，计算简便，原来用于研究层状裂隙岩体中地下采场顶板脱层后的稳定性。困这种状况与露天采空区顶板剥离卸载后的状况相似，故对伏萨尔梁法进行修正，将其应用露天采场采空区处理研究，并依据伏萨尔梁法基本原理开发了高台阶分区处理大面积采空区工艺，该工艺已应用于洛阳栾川钼业公司露天矿大面积采空区处理，收到了良好的效果。     

提高采场稳定性的有效措施

介绍了三山岛金矿如何应用岩石力学研究成果，在采场内采取有效措施，来提高采场的稳定性。     

基于链式变精度粗糙模糊集采场内因火灾分析

针对地下矿山采场内因火灾影响因素多且复杂,涵盖自燃起火与火灾后果多个层面的情况,综合考虑矿石含硫量、含碳量和矿石温度等因素,建立了采场内因火灾多层面分析的指标体系,构建以影响指标为条件属性和以采场内因火灾自燃起火及火灾后果为决策属性的链式变精度粗糙集模型.对采场内因火灾的自燃起火可能性及火灾后果严重性进行了链式关联决策...     

硐室式削壁充填采矿法在夹皮沟金矿的应用

上向水平分层削壁充填采矿法以水平分层的形式逐层上采并逐层采削围岩进行充填,工作面可以适应矿体的复杂变化,是回采赋存条件复杂的高价值矿体的有效方法之一。但对于上下盘不稳固的采场,采削围岩会造成片帮冒顶。夹皮沟金矿在应用削壁充填采矿法时,针对不同的矿体赋存条件,特别是上下盘围岩稳固情况,对充填方式和采场采准工程布置参数进行了革新,采用硐室取料的方式进行充填,有效地减小了采幅及采场暴露面积和对两帮围岩的破坏。应用实践取得了较好的技术经济效果。     

海下金矿床开采岩体破裂及灾变的微震监测研究

三山岛金矿是我国唯一的海下开采金矿,其开采面临着采场围岩破碎、支护困难、上盘稳定性差并容易形成贯穿上盘的突水通道、具有海水下溃淹井的危险。采用微震监测技术能够对采动过程中采场围岩及上盘岩体的稳定性进行实时动态监测,达到评价、预测和预警的目的。阐述了微震监测系统的选型依据,并根据三山岛金矿安全开采需要进行了微震监测系统布置,分析了微震监测数据,对三山岛金矿上盘稳定性进行了评价。     

兰尖铁矿露天采场边坡稳定性研究

以兰尖铁矿露天转地下开采为工程背景,针对尖包包矿区露天采场边坡稳定性问题,利用简化Bishop法,对露天采场的边坡稳定性进行分析。通过数值模拟分析,得出选取的典型边坡剖面的安全系数,并确定边坡最危险滑裂面的位置。研究结果表明,兰尖铁矿尖包包矿区露天采场的边坡是稳定的。     

聚丙烯纤维加筋固化尾砂强度及变形特性

针对胶结充填体脆性强、易开裂等问题,以聚丙烯纤维为加筋材料,通过设置水泥与尾砂质量比为1∶10和1∶20,纤维掺量为0、0.05%、0.15%和0.25%的充填体进行无侧限抗压强度试验,探究纤维掺量对胶结充填体强度及变形特性的影响,借助扫描电镜（SEM）,从微观角度探讨纤维对充填体力学性质的作用机制。研究结果表明:充填料浆的屈服应力随纤维掺量增加呈线性增大,其流态模型符合Bingham流体;随着纤维掺量的增加,充填体的无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势,纤维最优掺量为0.15%;掺入纤维有效地减缓了裂纹的扩展,约束了充填体的变形,充填体的峰后应变软化延长,残余强度增大,破坏特征由脆性向延性转变;纤维的加固效果主要受纤维与尾砂?水泥基体界面之间的黏结与摩擦作用控制。      

VCR法采场结构参数优化的相似模型实验

本文根据相似模型原理,针对新疆阿舍勒铜矿具体地质条件,采用室内相似模型实验研究了采用不同结构参数的VCR采矿方法采场的稳定性。基于弹性介质平面应变的假设,分别模拟了采场结构参数为10 m、12 m、15 m时的矿房稳定性。实验研究结果表明,在现有生产地质条件下,阿舍勒铜矿采场跨度10 m时是稳定的;在12 m时,采场冒落到一定高度会稳定;在采场跨度达到15 m时,采场将会出现不稳定垮塌。实验结果可为VCR采矿方法采场结构的优化提供指导性意见。