低温条件下边坡岩石动态力学特性实验研究

我国多年冻结区和季节性冻结区面积广泛,在这些地区进行工程建设和矿产资源开采必须考虑特殊的地质和气候条件,其中寒区边坡的稳定性问题值得研究.以位于西藏自治区的玉龙铜矿为例,矿区平均海拔约4000 m,最冷月日平均最低气温约-20℃,冻结期长,边坡稳定性受冻融作用显著,冻结岩层给爆破开挖带来诸多困难,制约了矿山生产效率.为研究低温条件下边坡岩石的动态力学特性,从西藏玉龙铜矿边坡钻取了大理岩试样,借助含低温控制系统的分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对常温干燥、常温饱水和低温冻结三种状态的岩样进行了动态拉压力学实验,以探究温度、含水量对岩石动态力学性质的影响.试验结果表明:(1)受低温水冰相变和岩石基质冷缩的共同影响,-20℃冻结岩样的平均单轴动态压缩、拉伸强度较常温下有所增大.其中,岩石基质的冷缩现象是造成冻结岩石强度显著提高的主要原因.四种应变率下,压缩应力分别增大1.30、1.62、1.41、1.43倍,拉伸应力分别增大1.36、1.28、1.22和1.29倍;(2)受孔隙水软化影响,饱水岩样动态强度小于干燥岩样,因此同一应变率下的实验数据满足规律,即冻结岩样强度最高,干燥次之,...     

液态CO2爆破系统地震波时频分析

为了研究液态CO_2爆破系统地震波时频特性,现场微震监测试验获得液态CO_2爆破地震波信号,根据爆破地震波信号具有非平稳的特点,首先采用自适应最优核时频分析方法对地震波信号的基本时频特征进行研究,在此基础上通过结合小波包变换分解与重构技术和自适应最优核时频分析方法,对地震波信号的能量分布进行了精细化分析。结果表明:液态CO_2爆破地震波的衰减速度较快,震动速度处于很低的水平;主频范围在30~70 Hz之间,持续时间约为20~30 ms;能量主要分布在0~125 Hz,由两个两个主要区域组成,表明在液态CO_2爆破作用过程中高压流体产生两次不同峰值压力的爆炸冲击波。     

基于修正网重写系统的制造系统动态重构

智能制造模式要求制造系统能够快速动态重构以及时响应多品种、小批量产品的客户化、个性化定制的需求.本文从生产制造流程出发,针对不同输入输出函数下非托肯守恒复杂制造系统一般PN模型,在网重写系统的基础上提出修正网重写系统.修正网重写系统依据产品制造流程聚类对规则类库中重构单元子类进行系统的模块化封装,并制定相应的重构区域边界耦合约束与内部结构使能规则.构建的修正网重写系统重构单元类库具有行为特性继承的特点,保证局部区域重构后制造系统的活性、有界性及可逆性,根据制造系统修正网重写系统重写规则与重构步序可实现制造系统自主快速的动态重构.仿真结果与应用实例验证了修正网重写系统的可用性.     

粗、细粒径花岗岩冻融损伤机理及其演化规律

通过粗、细两种颗粒花岗岩的冻融循环试验和岩石力学试验,研究了不同粒径岩石的冻融循环作用对岩石物理力学特性的影响.利用核磁共振技术对冻融循环前后的岩样进行检测,得到了横向弛豫时间谱的变化和岩样核磁共振成像,分析了岩样在冻融前后的孔隙度变化、空隙结构及分布的演化特性等.采用宏观唯象损伤理论和自洽理论对不同粒径花岗岩在冻融条件下的宏、细观损伤演化规律进行了分析.研究发现在冻融循环作用下,岩石内部的孔隙逐渐增多,不断造成岩石的强度损失;损伤模型的计算值与实际相符,但不同损伤理论对花岗岩损伤程度趋势变化的反应存在差异;细颗粒花岗岩呈现出较高冻融耐久性.     

入射照明光束方向改变时散斑图样的变化

对自由空间的夫琅和费散斑和成像系统中的像面散斑的变化进行了计算和分析，得出了相应的结论     

复杂采空区群稳定性数值分析及安全分级评价

采空区已成为影响矿山安全生产的重大隐患。为了准确分析复杂采空区群的稳定性,加强矿山对采空区群的安全管控,基于某矿山采空区群精细探测数据,采用Geomagic、Midas GTS与FLAC3D的耦合建模以及数值模拟分析方法,对复杂采空区群进行稳定性分析;同时,以采空区类型、岩石抗压强度和暴露面积等16项指标建立了复杂采空区群的安全分级评价体系,开展了复杂采空区群安全分级评价。结果表明：大矿体采空区上盘及东南方向顶板存在垮落隐患;五盘区采空区西北方向顶板“跳板状”围岩在残矿回采过程中将发生大幅形变;主采区各采空区相隔的间柱存在较大的应力集中现象。结合采空区安全分级评价结果,提出了各采空区的处理措施建议。研究结果为同类矿山的采空区稳定性分析和安全分级评价提供了借鉴。     

矿岩自燃发火巷道烟气流动的数值模拟及评价

利用矿岩自燃发火巷道烟气流动所遵循的控制方程, 对烟气流动特性进行数值了模拟。通过模拟计算得出了发火巷道内烟气流动的速度场、温度场详细分布情况。并采用预计热舒适指标(PMV)、预计不满意百分比(PPD)对巷道中的空气质量进行了评价。利用模拟计算结果, 可以为铜坑矿地下火和毒气蔓延的控制以及火区特大事故应急救援预案的制定提供技术依据。     

矿山自燃火灾的性能化防火设计方法探讨

根据矿山火灾的特点,并结合矿山自然发火区防火的现场经验,探讨了性能化方法在自燃矿山防火设计中的应用。给出了矿山防火的性能目标的广义定义,充分发挥性能化防火设计方法在安全目标的确定性、设计方法的灵活性和评估验证的必要性等方面的优点,能有效地对矿山火灾进行防治、救援,为矿山自燃火灾的防治提供新的设计思路。同时探讨了性能化设计方法在矿山防火设计中的研究难点和应用前景。     

攀钢中沟湾尾矿库中线法筑坝工艺试验研究

为验证攀枝花中沟湾尾矿库中线法筑坝的工艺设计参数, 开展了中线法筑坝工业试验。进行了旋流器工况参数优化试验, 优选出满足现场筑坝试验条件的旋流器工作参数, 并分4层完成了试验坝体的构筑;对固结尾砂进行取样分析及物理力学测试, 同时在试验区域内布置浸润线在线监测系统, 以监测坝体水位线变化。结果表明, 试验底流粗砂含量高, 渗透性能较好, 固结强度高, 堆积坝坝体内的浸润线埋深较低, 符合设计规范要求。研究成果验证了中沟湾尾矿库中线法筑坝工艺和参数的可行性, 也为类似尾矿库中线法筑坝提供了借鉴。     

蚀变花岗岩物理力学特性试验研究

为进一步分析蚀变花岗岩的稳定性,针对蚀变花岗岩的强度特性,选取矿山井下开挖现场的岩样测试了不同蚀变程度岩样的矿物成分、孔隙率、耐崩解性、点荷载强度等参数,进行了部分参数与蚀变花岗岩强度的相关性分析。结果表明,1#岩样较2#、3#岩样有更优良的物理力学性能;矿物成分中,石英和长石含量对1#岩样强度影响较大,绿泥石和蒙脱石含量对2#岩样强度影响较大;蚀变花岗岩强度随密度的增加呈线性增长;含水率、吸水率、孔隙率的增大会使强度降低,其值较小时,对蚀变花岗岩强度的影响较大;耐崩解系数的增大会使强度增强,其值较大时对强度影响较大。