基于Faro-3DMine及Midas-FLAC3D耦合技术的实测采空区群稳定性分析

采用数值模拟法进行实测采空区群稳定性分析存在建模效率低、数值模拟精度差的问题。介绍了一种高效的实测复杂三维采空区群稳定性分析技术,以北辛庄矿区为例,采用Faro激光扫描仪探测采空区群,经3DMine处理生成矿山三维采空区群模型和多组剖面线,再导入Midas中建模,最后在FLAC~(3D)中进行采空区群稳定性数值模拟。结果表明:基于Faro-3DMine及Midas-FLAC~(3D)耦合技术能高效的对复杂采空区群进行精细化建模,准确模拟分析采空区群的稳定性,为采空区群治理提供了理论依据。     

基于ANSYS的高梯度磁选机介质截面形状影响研究

磁介质的截面形状对介质的磁场特性影响很大,合适的介质截面形状有利于提高微细粒磁性矿物的回收率并降低选矿能耗。利用ANSYS仿真软件分析了圆形截面、椭圆截面、菱形截面等3种不同截面形状磁介质在不同的背景场强下表现出的磁场特性。结果表明：在整个背景场强变化范围内,长短轴比为2∶1的椭圆截面介质产生的磁场力大于圆形截面介质和菱形截面介质的磁场力,相同背景场强下产生的磁场力约为圆形截面介质的1.5～2倍;菱形截面介质产生的磁场力在背景磁感应强度小于0.8 T时大于圆形截面介质,在背景磁感应强度大于0.8 T时小于圆形截面介质,产生这种结果的主要原因是菱形截面介质端部较尖锐,在较小的背景磁感应强度下介质端部就达到磁饱和。     

大规模充填体下保安矿柱规划及矿体回采顺序研究

针对某金属矿长期处于大规模充填体下开采的现状,对-300 m各盘区回采期间的稳定性进行了数值模拟,分析不同方案的采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律,并综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益。分析结果表明：将E101采场作为永久性连续盘区时,回采至中期采场顶板处产生1.14 MPa的最大拉应力和75 mm的最大位移;开采后期采场顶板处产生2.30 MPa的最大拉应力和92 mm的最大位移;开采后期采场顶板的抗拉安全系数为1.53;整个顶板岩体稳定性较好,确定将E101作为盘区永久矿柱。根据盘区永久矿柱的位置,提出了4种盘区回采顺序,分析比较不同开采方案的顶板、直接顶板、矿壁及充填体稳定性,确定了从矿体中央连续永久盘区矿柱E101采场向两侧分盘区开采的回采顺序。     

矿井降温风量计算模型研究

部分矿山的热害治理可通过增加风量和其他非机械制冷降温措施达到理想的效果,风量的计算是此方法的关键。在传统矿井需风量计算方法的基础上,结合矿井热交换原理和矿井热源调查统计,针对矿山井下热害的特点建立矿井降温风量计算模型。该模型计算矿井降温风量的步骤包括：①需风量计算和风量分配;②选择主要风量路线;③分析计算井巷热源散热量;④计算采掘工作面干球温度;⑤计算分析采掘工作面干球温度随风量的变化情况;⑥确定矿井降温风量。将矿井降温风量计算模型应用于湖南某锑矿,计算出矿山的降温风量为78.88 m3/s。该矿井降温风量计算模型适用于其他类似矿山,具有一定的推广价值。     

单轴多级循环加载岩石声发射分形特性试验研究

通过对三种岩石试样进行单轴循环加载试验,获得岩石试样加载过程中声发射事件率、能量率和空间位置分布数据。运用相空间重构理论直接从时间序列上通过G-P算法求得事件率和能量率关联分维,根据柱覆盖法求解得到声发射事件源空间分布关联分维。研究结果表明,声发射事件率、能量率和空间分布都具有分形特性,且声发射源空间分布分形特性最为显著。相空间的选取对关联维数有一定影响,相空间取值为4时能够较好地计算关联维数。将不同加卸载循环声发射源空间分布的变化趋势和声发射源空间分布关联维数变化趋势进行对比发现,声发射关联维数能够很好地反映岩石内部损伤破坏的发展。在等压加卸载条件下,声发射源空间分布关联维数显著突增。随着加卸载循环应力的增加,关联维数总体呈下降趋势,在达到较高应力时,关联维数则在较小区间内波动或下降趋势变得极其缓慢。该特点可以作为矿山地压微震监测预警的参考依据。     

玲南金矿尾砂充填系统改造

针对玲南金矿原有分级尾砂非胶结充填系统存在的问题, 采用全尾砂结构流胶结充填工艺, 对原有系统进行改造, 充填参数为: 充填浓度69％±1%, 充填流量180 m³/h, 充填能力70万立方米/年, 充填料浆进入采场后基本无析水, 改善了矿山的开采环境和安全条件, 提高了资源回收率。     

阿舍勒铜矿深部岩爆倾向性综合分析应用研究

通过现场调查、地质钻探、地应力测试, 初步判断阿舍勒铜矿深部岩爆倾向性。依据室内试验结果运用6种不同岩爆评价方法对凝灰岩、铜硫矿、黄铁矿3种深部主要岩性进行了评价, 并基于模糊数学多因素综合评价其岩爆倾向性分别为弱、强、强。该研究对其他深井矿山岩爆倾向性分析具有一定的指导意义。     

散装乳化炸药水相材料物性分析

结合散装乳化炸药水相材料物性实际数据, 用ASPEN PLUS软件对水相材料在不同温度下进行了pure和binary物性分析, 结果表明, 物性分析数据与实际数据相符。     

外部液动力作用下管道输送流固耦合应力分析

采用计算流体动力学方法分析管道-外部流体相互耦合效应对管道连接点应力影响。以垂直输送管道系统为研究对象,应用数值方法求解外部流体-管道进行流固耦合这一非线性问题。研究结果表明：1)扬矿硬管上端无论是固接还是铰接,外部流场以不同速度冲击管道,应力集中出现在管道靠近连接区域,最大应力也出现在管道连接点处,其余部位管道应力变化较小;2)其最大等效应力随着外部流场速度增大而增大,以固接方式连接产生的管道最大等效应力总是大于以铰接方式连接的最大等效应力。3)当外部流体速度为0.9m/s时,两种连接产生的最小应力值在该流速点均出现局部极小值,且固接时局部极小应力小于铰接时的局部极小应力。     

冻融循环作用下金属矿山边坡硬岩耐久性研究

对取自西藏玉龙铜矿边坡不同钻孔的灰岩、石英砂岩岩样进行了温度区间为-20～20 ℃的冻融循环实验, 研究了岩样的抗拉强度变化趋势, 将Mutluturk等提出的衰变函数模型引入到解决寒区露采矿山边坡硬岩长期稳定性的研究中, 计算得到了不同位置两种岩性的衰变常数和半衰期, 由此分析了该矿山边坡岩石的耐久性。研究发现Mutluturk等提出的衰变函数模型适用于解决寒区露采矿山边坡坚硬岩石耐久性问题, 相同岩性不同组成的岩石耐久性可能会有较大差别, 为露采矿山边坡安全维护提供了参考和帮助。