南芬露天矿边坡失稳数值模拟

论文运用东北大学岩石破裂与失稳研究中心自行开发的软件RFPA2D,结合南芬露天矿的地质勘察资料,建立滑坡前的边坡模型,对矿山边坡失稳滑坡进行数值模拟。通过其中两个典型剖面的结果分析,得到与实际滑坡吻合的结论,为岩质边坡的研究提供了一种直观、逼真、可靠的方法,对边坡失稳的研究有重要意义。     

思山岭铁矿1500m副井基岩段井筒围岩稳定性分析与控制研究

针对传统浅埋竖井井筒围岩稳定性控制理论、方法应用于深竖井建设存在的局限性,以思山岭铁矿1 500 m副井工程为依托,进行了深竖井井筒围岩稳定性分析与控制方法研究。通过无支护自稳跨度、自稳时间等指标对该矿副井基岩段的井筒围岩稳定性进行了分析,其最小无支护自稳跨度为22 m,对应的自稳时间为125 d,可保证副井基岩段掘进进尺4 m、掘进循环周期为1～2 d的井筒围岩稳定性,然而考虑副井基岩段井筒围岩掘进至役期的长期稳定,副井开挖后仍需对井筒围岩进行支护。同时,基于新奥法(NATM)与挪威隧道施工方法(NTM),提出了强调充分发挥井筒围岩自稳能力的深竖井井筒围岩稳定性控制理论,建立了锚网喷初次支护与混凝土衬砌永久支护相结合的深竖井井筒围岩稳定性控制方法,并据此结合该矿副井基岩段井筒围岩支护设计,分析了深竖井井筒围岩支护设计的基本流程,提出了副井基岩段井筒围岩支护设计方案。通过Phase 2数值模拟评估了该矿副井基岩段井筒围岩支护设计的安全性,验证了所提出的深竖井井筒围岩稳定性控制理论、方法以及支护设计方法应用于深竖井建设的可行性。     

化学浆堵水与支护在高压含水破碎段的研究应用

以高压含水破碎段巷道为依托,通过对淋水点附近岩石力学进行地质调查,分析该范围淋水点附近围岩的节理裂隙,为下一步淋水治理方案的制定提供数据支撑.将淋水点封堵之后,提出新的围岩支护设计方法,确立了化学浆封堵淋水+U型钢+化学浆加固空区的深部高应力带支护设计理念,该设计支护速度快,安全高效,使围岩压力充分释放,既能堵水还能起...     

基于单键群方法的岩石破裂声发射时空分布特征的试验研究

 基于声发射定位技术和单键群方法,对在单轴压缩条件下岩石破裂过程中的声发射空间相关长度的变化特征进行试验研究。利用单键群构架的键长分布对声发射事件进行分色,可定量确定声发射事件集中程度。研究结果表明：基于单键群方法,影响声发射空间相关长度变化的因素有2个,一是应力的释放导致空间相关长度的下降;二是应力场的转移导致空间相关长度的增长。根据声发射空间相关长度变化的不同,可将岩石岩样分为3种类型：(1) 破坏前无明显塑性变形阶段的岩石岩样,空间相关长度呈现以幂律为特征的加速增长态势,且在岩石破坏前达到最大值;(2) 对于破坏前有明显塑性变形阶段的岩石岩样,在塑性变形阶段,应力场的转移和岩石内部局部塑性2种因素的影响使得空间相关出现或增长或下降的波动现象;(3) 对于加载过程中出现明显局部裂纹的岩样,局部破裂会导致声发射事件群集,致使空间长度减小,但是对于岩石整个破坏过程,空间相关长度呈现整体的增长趋势。单键群构架的键数具有分形特征,其反映的声发射事件的空间演化特征与空间相关长度所反映的情况一致。空间相关长度的增长反映了岩石内部应力场的长程转移过程。在塑性变形阶段,空间相关长度与之前阶段变化的差异对于预测岩石的破坏具有重要意义。     

TC17钛合金β锻造工艺对显微组织的影响

本文通过Φ100×150mm圆柱镦粗试验研究了TC17钛合金β锻造工艺对微观组织形貌的影响。结果表明：变形量和下压速率对显微组织有显著的影响。当变形速率较低时,晶界α相容易被破碎,变形量越大,被破碎越严重,越容易被球化。当变形速率较高时,β晶粒容易发生动态再结晶,变形量越大,再结晶体积分数越高。采用Image Pro Plus对球化率和再结晶体积分数进行了统计。结果表明晶界α相的球化条件对变形量和下压速率均较为苛刻,仅在变形量为80%,变形速率为0.1mm/s时发生了大量晶界α相球化。此外,相比变形量,β再结晶数量对变形速率更加敏感。     

松软煤层复合顶板沿空巷道控制技术研究

根据古汉山矿沿空巷道的地质特点，设计了新型的圆对棚支架，使支护体既具有一定的可缩性，又能承受强大的变形地压，维护巷道的稳定。在沿空巷道中进行的工业性试验取得了很好的支护效果。本支护形式正应用于古汉山煤巷沿空巷道的支护中。     

九杖沟金矿区域构造带内倾斜矿体开采方法研究

针对九杖沟金矿矿床赋存于区域构造带内,矿体走向上表现为中间矿体宽厚,向两端逐渐变窄的透镜状呈脉状产出,沿倾向呈舒缓波状,矿岩稳固性差。依据矿体的赋存条件及开采技术条件,对中厚矿体缓倾斜矿体采用分段充填法进行开采,分段采准,连续回采工艺;分段凿岩,采用上向中深孔落矿,铲运机出矿,嗣后充填,通过现场进行工业试验该方法取得了较好的技术经济效果,为类似矿床开采提供依据。     

岩爆动力冲击作用下释能支护技术及其发展动态

深部开采已经成为国内金属矿山未来发展的必然趋势,在深部高应力作用下势必造成岩体产生岩爆等动力灾害。在介绍岩爆发生机制及其诱发岩体产生动力响应破坏的基础上,提出了释能支护原理及其技术要求;在岩爆动力冲击作用下,基于岩体的质点振动速度与支护强度要求,分析现有释能锚杆的优缺点及其适用条件;在此基础上,依据岩石动力学、能量积累、耗散原理、支护作用,提出新型M(ace)释能锚杆设计及其作用原理,该锚杆既可以有效释放积聚在围岩内部的动能,又可以保持较高的锚固力,有效控制岩爆冲击动力作用下岩体的稳定。     

金青顶矿急倾斜薄矿脉回采过程采场破坏区域数值分析

针对金青顶矿急倾斜薄矿脉采矿方法,应用有限元数值软件分析其回采、采场及其围岩应力演化过程,通过分析发现矿体开采后,采场围矿应力重新分布,并出现应力集中,随着回采工作面的上升,顶板压应力有明显的上升趋势,两帮拉应力集中区范围随回采工作面的上升而增加。在30m以下的回采过程中,因拉应力过大造成塑性区分布在以节理为边界的范围内。当超过30m以后,塑性区范围扩大到围岩,围岩、节理都有不同程度的破坏。下盘塑性区明显多于上盘,并且破坏程度较上盘严重。     

板庙子金矿深部开采留设隔离矿柱控制地压数值优化

井下开采常引起地表产生岩体移动,直接影响地表构(建)筑的稳定。针对板庙子金矿深部急倾斜薄矿体开采诱发地表产生移动及其控制问题,提出采用留设隔离矿柱与干式充填相结合的方法,减少或控制地表岩体移动影响范围及岩体移动速度。结合板庙子金矿深部开采工程地质条件与生产实际情况,分别构建无矿柱、留1个矿柱、3个矿柱和留两矿柱与干式充填采矿结合4种研究方案;分别应用FLAC~(3D)数值分析软件,对4种隔离矿柱留设方案进行数值计算,结果表明:随着留设矿柱数量的增加,地表沉降能够得到有效控制,即增加留设矿柱数量对控制地表移动能起到决定性的作用;减少矿柱而采用干式充填后地表沉降能得到进一步控制,但由于充填体自身强度较低的原因仅能起到辅助支撑作用,通过采用隔离矿柱与干式充填的方法能更好地控制开采诱发地表产生的变形与采场围岩的稳定。