流变断裂型矿岩自然崩落速率模拟预测

矿岩自然崩落速率预测是一个涉及崩落规律和崩落与时间相依关系的复杂动态过程,通过数值模拟的方法,对流变断裂型矿岩的自然崩落规律和崩落速率进行了模拟研究．研究表明：对于单一的拉底工程,矿岩破坏首先从拉底区上部中间开始,成拱形向上发展．当拉底面积达到一定值后,在拉底项板中心位置将出现大范围的拉应力区,矿石的自然崩落主要是拉伸破坏引起,矿岩在其自重作用下脱离母体,产生初始崩落;当拉底面积继续增大并达到某个量值时,矿岩达到持续崩落．矿岩崩落预测将为合理、经济安排生产计划和生产设计提供有力依据．     

分级加卸载下节理软岩流变试验及模型

采用分级增量循环加卸载方式,对金川有色金属公司 Ⅲ 矿区软弱节理矿岩进行蠕变试验,按瞬时弹性应变、滞后黏弹性应变、瞬时塑性应变与黏塑性应变对流变试验数据进行分析,探讨了软弱节理矿岩的黏弹塑性变形特性;引入2种非线性元件--裂隙闭合体和非线性牛顿体,并将它们和描述衰减蠕变特性的开尔文体及描述瞬弹性的虎克体相结合,得到了一种新的复合元件流变模型,以研究复杂条件下节理软岩的黏弹塑性变形特性.试验结果表明,复合元件流变力学模型能很好地描述节理软岩在不同应力水平下的蠕变特性,特别是裂隙闭合阶段和加速蠕变阶段的特性,金川Ⅲ 矿区矿岩蠕变试验曲线与理论曲线较为吻合.     

污泥焚烧灰预处理-水热法合成NaSOD型沸石的试验

以污泥焚烧灰为原料,通过酸处理和加碱煅烧预处理后,采用水热法合成了NaSOD型沸石,并对其进行了表征和性能测定。结果表明：酸处理可显著提高焚烧灰中硅铝成分的含量,加碱煅烧能够有效激活存在于石英等晶体中的硅铝元素;酸预处理的最佳pH为1,此时SiO2和A1舢含量的百分比之和可达77．65％,比焚烧灰原料高出22．17％;最佳煅烧碱灰比为3：2,最佳煅烧温度为700℃。对合成样品的X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）以及傅里叶红外光谱（Fr—IR）表征结果显示,污泥焚烧灰经过预处理后合成的样品,其结构呈NaSOD型沸石,且结晶完整、晶型单一,晶体形貌为球形笼状结构,合成沸石中自由水的含量高。而未经预处理直接水热合成的样品,结晶度低,且存在大量未被活化的石英晶体。因此,预处理对污泥焚烧灰合成NaSOD型沸石起着至关重要的作用。性能测定的结果显示,经预处理合成的NaSOD型沸石,其阳离子交换容量（CEC）、比表面积和总孔容,相对于焚烧灰原料分别提高了40、78和24倍,而未经预处理直接水热合成的产物则分别只提高了14、30和12倍。这意味着经预处理的合成产物在离子交换、吸附和催化等方面的性能有了很大的提升。     

CaCO3对煤灰熔融特性和黏温特性影响的研究

为研究CaCO3在高温条件下对高灰熔点煤灰的熔融特性和黏温特性的影响,试验选取已应用于气流床气化装置的煤样A、B和C为原料,分别利用灰熔点仪和高温黏度计对添加CaCO3的煤灰样品进行熔融特性和黏温特性测量,并采用热力学计算软件FactSage 6.1中的Phase Diagram和Equilib模块进行热力学平衡计算。结果表明,Al2O3和SiO2含量较高的煤灰样品在熔融的过程中产生大量的莫来石,导致其灰熔点较高。CaCO3的添加可以有效抑制莫来石的生成,改变高温下煤灰中主固相物质的类型,降低固相物质的百分含量,降低煤灰的全液相温度,从而达到降低煤灰熔融性温度和黏度以及改变渣型的效果。数值计算的结果与试验结果基本一致,表明化学热力学反应平衡分析方法是研究灰渣熔融特性和黏温特性一种有效手段。     

基于SURPAC的马坑铁矿地质数据库研究

为解决矿山现有地质资料中存在的诸多难题,从矿业信息系统工程的角度出发,以SURPAC为平台,将矿山多年开采和补充勘探积累的大量地质勘探资料进行综合分析,对地质原始数据进行了规范化处理,定义了4个地质数据结构表,录入了全矿区85个有效钻孔数据,最终建立了马坑铁矿地质数据库,为矿山的合理开采和科学决策提供了重要基础数据。     

流变断裂型矿岩自然崩落速率模拟预测

矿岩自然崩落速率预测是一个涉及崩落规律和崩落与时间相依关系的复杂动态过程,通过数值模拟的方法,对流变断裂型矿岩的自然崩落规律和崩落速率进行了模拟研究．研究表明：对于单一的拉底工程,矿岩破坏首先从拉底区上部中间开始,成拱形向上发展．当拉底面积达到一定值后,在拉底顶板中心位置将出现大范围的拉应力区,矿石的自然崩落主要是拉伸破坏引起,矿岩在其自重作用下脱离母体,产生初始崩落;当拉底面积继续增大并达到某个量值时,矿岩达到持续崩落．矿岩崩落预测将为合理、经济安排生产计划和生产设计提供有力依据．     

盾构隧道下穿既有城市隧道施工力学分析

针对合肥地铁1号线盾构下穿南一环下穿隧道工程存在的安全风险,运用 FLAC3D实现了隧道盾构开挖的模拟,分析了盾构推进过程中下穿隧道结构以及在建隧道应力应变分布规律。研究表明：盾构机在监测断面前后20m范围内掘进对下穿结构竖向位移和拱顶沉降影响最大,处于盾构隧道上方及中心线上的监测点沉降变形较大;下穿隧道的底板南北侧出现拉应力,拉应力最大值达到1.088MPa。开挖结束,盾构隧洞周围土体最大隆起位移为6.22mm,最大沉降为4.96mm;最终两个隧洞周围土体位移分布规律基本一致。拱顶沉降随开挖的变化规律与监测点相似。根据模拟结果提出的施工防护措施有效,沉降实测值均在预警值以下,模拟结果与实测结果规律基本一致,模拟效果较好。     

岩石亚临界裂纹扩展试验及门槛值研究

利用Instron1342型电液伺服材料试验机,采用常位移松弛法对大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了其裂纹扩展速率V与应力强度因子KI的关系(KI-V曲线)及I型断裂韧度,分析了不同岩石中裂纹亚临界扩展的规律,确定了岩石亚临界裂纹扩展的停滞速度和门槛值K0。研究表明:采用常位移松弛法所测岩石的lgKI-lgV关系都有很好的线性规律,即岩石的亚临界裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子服从幂函数关系,这与Charles理论相符。二种岩石的K0/KIC值的变化在0.706～0.870之间。所测数据为岩土工程稳定的时间相依性研究提供了基本数据。     

某矿岩体节理调查与统计分析

对某矿岩体节理情况进行了详细坑道调查与统计分析,获知了矿区粗安岩具有平均走向NE52°和NW 305°两组最为发育节理、泥质粉砂岩具有3组节理,粗安岩和泥质粉砂岩稳定性均良好,且粗安岩的稳定性高于泥质粉砂岩,研究成果为工程岩体力学特性分析、力学参数修正和采矿工程结构稳定性分析等研究提供了重要依据。     

提高胍胶压裂液摩阻计算精度的方法

目前计算胍胶压裂液摩阻采用的降阻比经验公式系数求取困难,摩阻计算精度低,与实际摩阻相差较大。采用试验和理论相结合的方法对摩阻计算方法进行了改进:根据室内小管径胍胶压裂液摩阻试验结果,采用拟合方法建立流速与降阻比的关系式,再利用流速与降阻比的关系式计算不同管径和流速下胍胶压裂液的摩阻。通过室内试验和现场实测摩阻验证了胍胶压裂液摩阻计算改进方法的准确性,结果表明,与传统经验公式方法相比,改进方法降低了求取经验公式系数的难度,提高了胍胶压裂液摩阻的计算精度,改进方法计算的摩阻与实测摩阻的平均相对误差不超过16%,而传统经验公式平均相对误差高达31%。研究结果表明,摩阻计算改进方法能够提高胍胶压裂摩阻的计算精度,可以为压裂设计和施工提供依据。