基于结构表征单元体的岩体力学参数选取

针对基于数值试验岩体力学参数的选取开展研究。通过现场节理裂隙调查、统计分析得到岩体节理面分布模型;采用三维随机节理模拟技术构建基于统计分析的岩体表征单元体数值模型,并就此开展单轴压缩数值试验确定结构表征单元体;对表征单元体进行三轴压缩数值试验,确定岩体的抗剪强度参数。研究结果表明：研究角砾岩的表征单元体尺寸为2m×2m×2m,得到的岩体力学参数与基于Heok-Brown强度指标较为一致;块体采用摩尔-库伦本构模型、节理面采用库伦滑移本构模型能够较好地反映研究角砾岩体的力学特性;基于结构表征单元体的岩体力学参数选取方法是合理的。     

龙滩坝8#采场地压监测与结果分析

为掌握龙滩坝8#采场矿体在开采过程中地压的变化规律,在结合现场实际情况的同时,根据开挖揭露的地质条件,采用钻孔应力计、锚杆应力计、收敛计、多点位移计和声发射对采场矿柱、顶板及巷道变形情况进行监测,得到回采过程中矿柱、顶板、巷道的受力状况。掌握采场地压的变化规律,为矿体的开采设计提供参考。     

近距离煤层采空区下导硐分区域式支护技术研究

任楼矿Ⅱ7324N工作面上覆近距离煤层采空区,边临侧向采空区,存在导硐顶板条件差、支护困难等问题。本文通过理论计算上煤层开采对层间岩体最大破坏深度为1.21m,证明了导硐顶板的可锚性;通过实测分析架棚支护顶板围岩破坏特征及导硐后段端头效应的影响,提出锚带网索配合注浆锚索分区域式支护思路,并设计了合理的支护参数;通过数值模拟校验了方案具有可行性,最后开展了现场工业性试验。现场实测数据表明分区域式支护方案能有效抑制围岩变形,改善围岩受力状态和结构特征,充分发挥围岩的自承能力,该方案在近距离煤层采空区下导硐过程具有显著的支护效果。     

高地压软岩矿山残矿回采技术研究

白银公司小铁山多金属矿为典型的高地压软岩矿山,由于地压活动频繁、巷道和采场破坏严重等原因,前期生产中滞留了大量残矿。根据调查踏勘,将小铁山矿残矿划分为三中段无底柱分段崩落法开采期间形成的残矿,四、五中段多种充填法试验期间形成的残矿和六到八中段上向巷道式进路充填法开采期间形成的残矿。针对小铁山矿不同区域残矿回采条件复杂多变的特点,以“小范围、小规模、小断面、小设备、小规格”机械化开采为指导思路,制定了五种可行的残矿方案,并根据实际情况灵活选用。     

粤北澜河地区大排田岩体地球化学特征及地质意义

大排田岩体位于粤北澜河铀矿集区内,对研究区内大排田岩体粗中粒斑状黑云母花岗岩进行了详细的岩相学和地球化学分析,以探讨其岩石成因、岩浆源区及与铀成矿的关系。结果表明,大排田岩体中粗粒斑状黑云母花岗岩具有高SiO₂(73.6%～76.5%),富Al₂O₃(12.4%~13.5%)、富碱(K₂O=5.21%~5.63%,Na₂O=2.44%~2.76%),且钾大于钠,贫MgO(0.23%~0.52 %)、铝饱和指数(A/CNK)为1.30~1.56,FeO_t/MgO为3.21~6.61,属于高钾钙碱性过铝质花岗岩。大排田岩体微量元素显示了Rb、Th、U、Ta相对富集, Ba、Nb、Sr等元素相对亏损特征。稀土元素配分模式总体呈右倾型,轻重稀土分馏明显,轻稀土相对富集(112×10^_-6~245×10^_-6),重稀土相对亏损(26.7×10^_-6~53.3×10^_-6),Eu显示了负异常特征。上述地球化学特征指示其具有A2型花岗岩特征。推测其形成于拉张构造背景下,由变泥质沉积岩发生部分熔融形成的。     

全断面竖井掘进机凿井围岩分类指标体系与评价方法

针对全断面竖井掘进机凿井过程中软弱或破碎围岩失稳坍塌、高硬度岩石难破碎、地层涌水、地层节理构造等一系列地层复杂性带来的工程难题,开展了适用全断面竖井掘进机凿井的围岩分类指标体系与评价方法研究,考虑了全断面竖井掘进机凿井"岩"与"机"互馈作用下各因素的独立性和相关性,构建了围岩分类指标体系与评价方法,提出了全断面竖井掘进...     

安徽省铜陵市铁山头铜矿床地质特征及找矿潜力

铁山头铜矿床处于铜陵矿集区的中东部,属于扬子陆块下扬子凹陷中的铜陵隆起。矿床位于凤凰山矿田北侧,成矿潜力较大。综合研究分析认为：①接触交代作用使得岩体接触带及附近变质形成矽卡岩矿化带;②区内凤凰山岩体（花岗闪长岩）系成矿母岩;③矿体主要赋存于花岗闪长岩与三叠系下统南陵湖组石灰岩接触带上;④矿床成因类型为高—中温热液交代矽卡岩型矿床。     

煤矿冲击地压与冒顶复合灾害研究

随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新灾害类型。在总结山东、山西和新疆矿区典型巷道冲击致顶板(顶煤)动力灾害特征的基础上,提出了深部巷道冲击地压与冒顶复合灾害的概念、机理与分类,指出复合灾害机理关键点在于揭示巷道整体系统和破碎区子系统的稳定原理及其2者间的相互影响。建立了巷道发生复合灾害的力学模型,根据扰动响应失稳判据,提出并得到了巷道发生复合灾害的临界应力Pcr、临界软化区半径ρ_cr和最大容许采扰应力增量σ_max,厘清了灾害发生的主控因素,分析了煤岩冲击倾向指数K、支护强度ps、巷道半径ρ₀、煤岩强度σ_c等对灾害发生的影响规律,同时阐明了围岩塑性软化、破碎深度随地应力增加的发育规律。研究结果表明,破碎发育巷道的动力失稳主体为弹性区、软化区与破碎区构成的不稳定系统,垮落主体为破碎区;稳定的破碎区提升了巷道冲击启动临界值,使其启动难度增大,但破碎区的发育又易引起顶煤垮落;巷道稳定支护是解决复合灾害的关键,科学合理支护既能有效调控围岩破碎防冒,又能提升冲击启动临界值。通过理论研究,揭示了巷道冲击地压与冒顶复合灾害的发生机理,阐明了巷道软化与破碎区及其稳控支护对深部破碎发育巷道动力灾害防治的重要性。     

岩体工程无损探测技术研究综述

随着科学技术的日益发展,许多工程都在不断研究新的技术手段。为了使工程高效、安全地进行,对岩体工程探测方面提出了更高的要求,以往的接触式探测技术已不再适应现在高效安全的施工作业,更先进、更高效的技术应运而生。主要研究了声发射技术、红外探测技术、粒子成像技术、地质雷达声波技术等无损探测技术在岩体工程中的应用,分析总结了各类技术的原理与特点,以更好地应用在岩体工程探测。     

基于应力梯度理论的锚杆合理预紧力

巷道围岩的稳定性不仅与岩体强度有关,还与围岩应力场梯度密切相关。为研究锚杆在巷道围岩支护中合理支护强度的确定方法,在特定的地质条件中提出合理的预紧力,以连续损伤力学模型为基础并引入材料力学领域中的应力梯度理论,推导出了考虑围岩塑性区与弹性区交界面处的平衡方程和边界条件,建立了基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则以及Hoek-Brown准则下的围岩应力梯度求解模型;以Mohr-Coulomb准则为例,借助FLAC3D对比出模拟结果与理论计算值吻合度为93%且变化趋势一致,验证了提出的应力梯度求解方式适用性,发现随着锚杆预紧力的增加,巷道围岩的塑性区应力梯度相应增加,弹性区应力梯度不断减小,岩体劣化程度减弱。提出应力补偿系数,模拟计算出不同锚杆预紧力下巷道围岩应力梯度分布规律和支护效果,发现预紧力的变化与巷道围岩的锚固效果呈正相关趋势,塑性区范围随预紧力的增加不断减小,围岩稳定性随应力梯度的增加不断提高,并据此得出了锚杆预紧力与围岩应力梯度的对应补偿关系并提出最优补偿比。在现场实践中对巷道变形控制效果提高40%以上,并且应力梯度补偿系数高于0.65,高于该矿围岩变形安全控制要求,为确定锚杆合理支护强度提供了一种研究思路。