诱导巷道的围岩松动破坏区数值研究

当前多数矿山已进入深部开采,而深部硬岩具有高储能、受扰动易破坏的特征,根据这些特点,在矿体中布置巷道诱导岩体破裂,为后续机械开采提供可能。以贵州开阳磷矿为工程背景,利用FLAC^3D软件模拟深部巷道开挖,研究断面形状、地应力水平和侧压系数对巷道开挖的影响,从而得出岩体的破裂规律。数值模拟结果表明：巷道断面形状对围岩变形影响较大,而矩形巷道周围岩体产生的位移和塑性破坏区均最大;巷道位移和塑性破坏区随应力水平的增加而增大;围岩破坏和位移随侧压系数的增大表现出先减小后增大的趋势。在高应力水平和高侧压系数下,采用矩形断面方式开挖巷道,围岩产生的位移和塑性破坏区最大,致裂效果最好,有利于机械切割回采。     

深部硬岩可切割性及非爆机械化破岩实践

为了系统地认识应力条件、矿岩特性和破岩参数等因素对深部硬岩截割特性的影响,梳理并总结了以往关于深部硬岩截割特性室内试验及非爆机械化破岩现场实践工作。根据3种应力环境对镐型截齿静态和动静组合破岩特性的影响,结合构建的截齿破岩峰值载荷理论及回归模型,发现硬岩在较低围压或无围压条件下具有安全高效的破碎表现;根据高单轴围压下截齿破岩扰动诱发岩爆的过程和机理,揭示了采矿过程中由开采扰动诱发高应力矿柱岩爆的发生机制;基于加卸荷诱导损伤、预切槽和预钻孔等人为诱导缺陷对镐型截齿破岩特性的影响研究,得到人为诱导缺陷可有效提高硬岩的可切割性,获得了改善硬岩可切割性的成套方法;现场试验了多种机械化破岩方法,提出了基于应力解除和动静组合破岩的预切槽硬岩矿体旋转振动连续截割设备及其施工工艺。研究结果可为深部硬岩矿体非爆机械化规模开采提供理论基础和现场实践经验。     

三维动静组合加载下岩石力学特性试验初探

 基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识,利用改造的三维霍普金森动静组合加载试验装置,开展三维动静组合加载下砂岩力学特性试验的初步研究。选取3个围压水平(0,5,和10 MPa)和3个典型轴压水平(60,80和100 MPa),开展不同应变率下的三维组合加载试验。研究结果表明,当围压一定,轴压比在0.52～0.87范围内变化时,砂岩的抗压强度都会随着轴压的增大而逐步减小。当轴压一定,围压为5 MPa时砂岩的抗压强度跟无围压情况下差别不大。但是当围压增大到10 MPa,砂岩的抗压强度会有较大提高。本文的研究结果也证明了冲击过程中轴压对砂岩内部的裂纹起催生作用,弱化微元体的承载能力,导致割线模量降低;围压则可以抑制裂纹的萌生和扩展,强化了微元体的承载能力,使得割线模量会增加。研究结果还表明,在本文轴压比范围内,当围压一定时,砂岩单位体积释放能会随着轴压的增大而降低,当常规静载轴压比为0.6～0.7时,转化为吸能状态。在三维动静组合加载下,砂岩会呈现出“单锥”压剪破裂形式。     

粗糙集理论在采空区分级指标权重确定中的应用

为了准确计算采空区各个分级指标的权重, 应用粗糙集理论对原始数据挖掘, 将权重确定问题转化为粗糙集中属性重要性问题, 通过计算分级指标与评判结果的粗糙依赖度来确定分级指标的权重。该方法克服了传统权重确定方法的主观性, 从而提高了采空区分级的精度。通过广东大宝山采空区实例说明该方法合理、有效, 为优化与改进采空区分级指标体系提供了合理的依据。     

新城金矿二步矿房采矿方法优选研究

山东新城金矿V#矿体二步矿房开采出现严重的安全问题,原有机械化水平分层充填法已不能满足生产需要。通过对开采技术条件的分析,提出了4种较为适合的采矿方案,为了能够尽可能的消除经验因素的影响,采用模糊数学的方法将各方案评价指标进行量化分析,对新城金矿二步矿房采矿方法进行了优化选择,从中选出预控顶上向凿岩分段充填采矿法。研究表明,此方案具有较好的实际适用性,是一种比较安全、高效、经济的采矿方法,能够满足矿山安全开采的要求。     

基于悬臂式掘进机的采矿方法研究

随着悬臂式掘进机重型化的发展,掘进机在硬岩开挖中的应用技术日渐成熟,硬岩开挖的连续性也得到很大提高。研究表明悬臂式掘进机进行巷道掘进时具有很大的自由性,可以根据需要实现截割要求,大大降低了截割过程中的矿石损失与贫化,进而为掘进机在非煤矿山机械化连续开采中的应用提供了有益的参考。基于悬臂式掘进机的截割特点,讨论了不同倾角下掘进机回采断面的选择,以矿石损失量最少为依据对各倾角矿体进行了分类,并讨论了各分类情况下的矿石适宜回采技术。     

铁矿石期望价格的测算及其应用

研究了国际铁矿石价格的周期性及其对矿业经营的影响。研究表明,铁矿石不变价格的周期长为29a,期望价格41.5美元/t,波幅大于45%。以期望价格为基准,用3a平均价测不准矿业权价值是大概率事件,概率为22/29。据此认为,国际铁矿业战略经营和矿业权价值评估应重视矿业周期的影响。     

自然崩落法矿山深部地应力场分布规律的测试研究

采用LUT 地应力测试系统对中条山集团铜矿峪铜矿深部矿区进行了地应力测量, 发现该矿区地应力的主应力随埋深增加呈近线性增加, 埋深最大的340 m中段测点处最大主应力值达到了37.83 MPa; 最大主应力的方位在浅部和深部表现出较好的一致性, 均为北东东向。深部矿区的原岩应力以水平构造应力为主, 上部岩层垮塌使下部邻近区域的最大主应力的倾角明显增大, 其影响程度随深度增加而减弱。该研究成果将对自然崩落法矿山的采矿工艺设计和安全生产具有指导作用。     

三山岛金矿中段盘区间合理回采顺序动态模拟选择

采用ANSYS有限元数值模拟方法动态模拟并计算了三山岛金矿新立矿区中段盘区间不同回采顺序下不同开采步骤的围岩应力和位移状况, 结果表明, 间隔两个盘区回采一个盘区的方案能取得较好的效果, 为三山岛金矿新立矿区海底安全高效回采矿石资源提供了技术支持。     

冲击载荷下岩石破碎能耗及其力学性质的探讨

作者采用应力波加载方法,研究了与凿岩爆破有关的岩石破碎力学性质,着重考察了不同应力波延续时间和波幅对岩石破碎强度和破碎效果的影响。