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含Y型组合节理花岗岩单轴压缩破坏机理及声发射特征
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作者 张鹏海 马庆山 +1 位作者 刘溪鸽 杨天鸿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期564-572,共9页
利用劈裂法在花岗岩试件中预制不同倾角的Y型组合节理,进行单轴压缩实验,分析组合节理倾角对破坏模式、峰值强度、表面变形场、声发射能量释放特征的影响,探究不同破坏模式下的破坏机理.实验结果表明:1)含Y型组合节理岩石随节理倾角变... 利用劈裂法在花岗岩试件中预制不同倾角的Y型组合节理,进行单轴压缩实验,分析组合节理倾角对破坏模式、峰值强度、表面变形场、声发射能量释放特征的影响,探究不同破坏模式下的破坏机理.实验结果表明:1)含Y型组合节理岩石随节理倾角变化呈现整体破坏、楔形体弹射破坏和沿主节理面破坏三种主要模式;2)组合节理夹角、主节理倾角均与岩石强度具有负相关关系;3)破坏模式从整体破坏转变到弹射破坏、沿主节理破坏时,滑移变形集中区域由次节理向主节理转变,AE高能级事件诱发原因由主、次节理压密及滑移错动向主节理压密及滑移错动转变;4)随主节理倾角的不断增大,主节理面上释放的能量更高、能量的分布更加不均匀. 展开更多
关键词 组合节理 破坏模式 强度 变形场 声发射
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岩石力学数值模拟方法用于采矿工程的技术经济探讨与教学实践 被引量:22
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作者 刘溪鸽 朱万成 +1 位作者 魏炯 关凯 《中国矿业》 北大核心 2016年第1期155-160,共6页
结合采矿工程特点以及岩石力学数值模拟方法的发展现状,分别从技术、经济与人才培养三个方面对数值模拟方法在采矿工程中的应用问题展开探讨。采矿工程在力学背景、工程稳定性要求及价值目标等方面均有别于其他岩石工程,这对其选择何种... 结合采矿工程特点以及岩石力学数值模拟方法的发展现状,分别从技术、经济与人才培养三个方面对数值模拟方法在采矿工程中的应用问题展开探讨。采矿工程在力学背景、工程稳定性要求及价值目标等方面均有别于其他岩石工程,这对其选择何种方法解决生产过程中遇到的岩石力学问题有显著影响,突出表现为成本的敏感性。由于模型误差、参数选择误差和监测数据反演误差等系统性误差的客观存在性,这导致数值模拟方法在预测岩石力学问题的精确度(可靠性)方面存在着发展的"上限"。而采矿工程中的岩石力学问题对计算及预测精确度的需求存在"下限",因此,只要保证数值模拟方法预测的精确度"上限"达到采矿工程需要的"下限"即是其成功的应用。岩石力学数值模拟方法预测的精确度与成本投入之间存在一定的正相关关系,机会成本及决策风险控制因素对矿山企业应用岩石力学数值模拟方法的效果有重要影响。此外,高等院校在采矿工程人才培养方面加强岩石力学教育,为矿山企业输送具有较高岩石力学素质的采矿工程师,将是引领矿业技术进步的重要组成部分。 展开更多
关键词 采矿工程 岩石力学 数值模拟 技术经济 教学实践 高等教育 人才培养 矿山企业
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基于虚拟现实技术的岩石力学数值计算与三维可视化 被引量:11
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作者 刘溪鸽 杨天鸿 +1 位作者 张鹏海 朱万成 《金属矿山》 CAS 北大核心 2015年第8期20-23,共4页
随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟在采矿工程中均得到了广泛应用。一方面,作为一个综合展示平台,虚拟现实系统可以将矿山的生产进度、采矿方法、人员设备等信息综合集成处理并进行实时显示,但其缺乏围岩的应力... 随着计算机技术的不断发展,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟在采矿工程中均得到了广泛应用。一方面,作为一个综合展示平台,虚拟现实系统可以将矿山的生产进度、采矿方法、人员设备等信息综合集成处理并进行实时显示,但其缺乏围岩的应力场、位移场等安全性相关的数据资料;另一方面,岩石力学数值模拟方法虽然可以计算获得围岩的安全性信息,但是其后处理的显示功能偏弱。因此,虚拟现实技术与岩石力学数值模拟方法在功能与效果上各具优势、互补性强。以新城金矿为例,综合运用2种技术手段,并最终达到优势互补的效果。研究内容对有条件应用虚拟现实技术与岩石力学数值模拟技术的矿山有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 虚拟现实 岩石力学 数值模拟 可视化 采矿工程
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新城金矿竖井保安矿柱的三维圈定与模拟回采 被引量:7
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作者 张洪训 刘溪鸽 +1 位作者 关凯 朱万成 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第3期19-24,共6页
竖井周边矿体的开采对竖井的稳定性有重要影响。新城金矿Ⅺ#矿体在主竖井下部,首先应用三维软件圈定了竖井保安矿柱并统计压矿量。统计结果显示,依据规范圈定的竖井保安矿柱导致Ⅺ#矿体大部分资源不能被回采。针对这一问题,在Ⅺ#矿体与... 竖井周边矿体的开采对竖井的稳定性有重要影响。新城金矿Ⅺ#矿体在主竖井下部,首先应用三维软件圈定了竖井保安矿柱并统计压矿量。统计结果显示,依据规范圈定的竖井保安矿柱导致Ⅺ#矿体大部分资源不能被回采。针对这一问题,在Ⅺ#矿体与竖井三维模型的基础上,建立了FLAC3D数值计算模型,并按2种方案进行了模拟回采。数值模拟结果表明:Ⅺ#矿体保安矿柱内部矿石回采具有可行性,回采造成的塑性区主要集中在采空区周围以及充填体内部;回采将导致竖井底部变形较大、应力集中较突出,是关注的重点区域。研究结果为竖井周边矿体的开采提供了理论指导,具有重要的实践意义。 展开更多
关键词 竖井 保安矿柱 三维圈定 回采 数值模拟
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金属矿山多矿柱承载与失稳破坏研究 被引量:19
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作者 朱万成 董航宇 +3 位作者 刘溪鸽 牛雷雷 代风 关凯 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第4期1-27,共27页
金属矿空场法开采遗留了大量采空区,尤其是近地表的采空区群具有重大的安全隐患,是矿山安全的危险源之一。采空区的稳定性与矿柱的承载及失稳破坏密切相关,在采空区垮塌过程中,多个矿柱间的载荷传递效应可能诱发相邻矿柱的连锁性失稳破... 金属矿空场法开采遗留了大量采空区,尤其是近地表的采空区群具有重大的安全隐患,是矿山安全的危险源之一。采空区的稳定性与矿柱的承载及失稳破坏密切相关,在采空区垮塌过程中,多个矿柱间的载荷传递效应可能诱发相邻矿柱的连锁性失稳破坏,从而造成采空区群大规模失稳坍塌。因此对单矿柱稳定性研究方法、多矿柱载荷传递行为及失稳破坏机制等进行了归纳总结,相关研究成果表明:当前针对多矿柱载荷传递行为的相关研究较少,载荷传递机制尚不清楚,难以实现对多矿柱连锁性失稳破坏行为的预测;应该着眼于矿柱之间以及多矿柱与围岩体之间的相互作用,以便于深刻揭示多矿柱系统的承载与失稳破坏机制。介绍了多矿柱承载与失稳破坏机制方面的相关研究成果,可以为防控大规模空区群失稳灾害提供参考。 展开更多
关键词 采空区群 多矿柱 相互作用 载荷传递 失稳破坏
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基于水平构造应力比圈定新城金矿竖井保安矿柱初探 被引量:6
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作者 刘溪鸽 刘洪磊 +2 位作者 朱万成 李斓堃 张洪训 《金属矿山》 CAS 北大核心 2020年第1期122-129,共8页
在以往的竖井保安矿柱圈定过程中,岩层移动角是主要的考虑因素,地应力条件则通常不被重视。而对于水平构造应力显著的矿山,在回采扰动下竖井周边易形成应力集中区,不利于竖井稳定。新城金矿水平构造应力突出,为了在圈定竖井保安矿柱时... 在以往的竖井保安矿柱圈定过程中,岩层移动角是主要的考虑因素,地应力条件则通常不被重视。而对于水平构造应力显著的矿山,在回采扰动下竖井周边易形成应力集中区,不利于竖井稳定。新城金矿水平构造应力突出,为了在圈定竖井保安矿柱时考虑水平构造应力作用,建立了竖井周边采矿的概念模型,模拟在不同水平应力条件下开采对竖井围岩变形及应力的影响。研究表明:当采空区位于竖井的最大主应力方向上时,回采具有显著的卸压作用,可以减小水平构造应力对竖井的影响,变形场主要集中于采空区周边,且竖井围岩也向采空区挤压变形;在竖井的最小主应力方向回采矿体则会加剧竖井处的应力集中,竖井围岩呈现出整体向井筒内部加剧挤压变形的趋势。在此基础上,建立了新城金矿竖井与矿体的大尺度数值计算模型,对比分析了圆形保安矿柱方案与根据水平应力比圈定的椭圆形保安矿柱方案,结果表明:针对新城金矿的地应力及矿体条件,目前保留100 m的竖井保安矿柱为较优方案。 展开更多
关键词 深部开采 竖井 保安矿柱 回采 数值模拟 构造应力
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不同含水状态砂岩分级加载蠕变变形特性研究 被引量:11
7
作者 刘洪磊 宋旭 +1 位作者 牛雷雷 刘溪鸽 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第11期25-32,共8页
针对矿山开采过程中矿柱在长期地应力作用下发生的蠕变破坏受其含水状态影响的问题,利用岩石蠕变-冲击试验机,开展了干燥、饱水和浸水状态下的砂岩分级加载蠕变试验。超声波特性能够反映岩石内部结构和力学特性,因此基于超声波测试分析... 针对矿山开采过程中矿柱在长期地应力作用下发生的蠕变破坏受其含水状态影响的问题,利用岩石蠕变-冲击试验机,开展了干燥、饱水和浸水状态下的砂岩分级加载蠕变试验。超声波特性能够反映岩石内部结构和力学特性,因此基于超声波测试分析含水岩石蠕变过程中的声学特性,探索水对岩石力学特性弱化作用机理;研究含水状态对岩石蠕变破坏特性的影响,揭示含水矿柱蠕变破坏前兆和时间规律。基于干燥和饱水砂岩分级加载蠕变过程超声波测试,讨论了加载过程中超声波波速、主频和幅值的变化规律。结果表明:随着应力水平增加,干燥和饱水砂岩的主频及幅值都在降低,出现“频率漂移”现象,砂岩饱水后表现出低通滤波特性;与干燥状态下的砂岩相比,饱水状态使其损伤量增大。初始含水状态影响蠕变变形量和变形速率,浸水砂岩和饱水砂岩破坏的时间和应力水平低于干燥试样;试样破坏前都有蠕变应变从缓慢增大到急剧增大的一个拐点,蠕变应变过了拐点后0.5 h之内试样破坏。干燥、浸水和饱水岩石蠕变破坏模式分别为X型破坏、整体破碎为多块和沿轴向张拉破坏。 展开更多
关键词 干燥和饱水状态 浸水试验 分级加载蠕变 超声波 损伤表征
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圆形巷道两帮水平切槽对围岩卸压的数值分析 被引量:4
8
作者 朱万成 侯晨 +1 位作者 刘溪鸽 张敏思 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期1462-1469,共8页
处于深部高应力的岩体中储存有大量的弹性应变能,它是引发深部硬岩巷道发生岩爆的内因。卸压法可以用于改变巷道和洞室附近围岩的应力场,使这部分围岩处于应力降低区,从而达到保持其稳定性的目的。本文用岩石破裂过程分析RFPA系统模拟... 处于深部高应力的岩体中储存有大量的弹性应变能,它是引发深部硬岩巷道发生岩爆的内因。卸压法可以用于改变巷道和洞室附近围岩的应力场,使这部分围岩处于应力降低区,从而达到保持其稳定性的目的。本文用岩石破裂过程分析RFPA系统模拟圆形巷道周边开卸压槽前后巷道围岩的变形、损伤与破坏过程,分析了不同原岩应力状态(侧压力系数)和切槽长度条件下围岩的应力和损伤区的分布特征,揭示了围岩中开槽卸压的力学机理。数值模拟结果表明,数值模拟证实了当卸压槽深度为巷道直径的0.5倍左右时,围岩的卸压效果明显,但过长的卸压槽长度会导致整个巷道围岩结构体的承载力降低和变形过大。该项研究对于巷道卸压的工程实践具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 巷道岩爆 卸压槽卸压 围岩稳定性 数值模拟
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新城金矿V~#矿体-680m中段踏步式回采研究 被引量:4
9
作者 刘溪鸽 孙星 +1 位作者 朱万成 王青元 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第10期5-8,共4页
回采顺序的合理选择有助于地下金属矿山控制地压活动、改善回采条件以及提高经济效益。新城金矿V#矿体采用上向水平分层充填法回采,采场垂直矿体走向布置并按照"隔一采一"顺序分为一步回采和二步回采,这种回采顺序导致二步采... 回采顺序的合理选择有助于地下金属矿山控制地压活动、改善回采条件以及提高经济效益。新城金矿V#矿体采用上向水平分层充填法回采,采场垂直矿体走向布置并按照"隔一采一"顺序分为一步回采和二步回采,这种回采顺序导致二步采场两侧均为充填体支撑,顶板条件较差。本研究以新城金矿V#矿体-680 m中段为研究对象,基于原有的"隔一采一"回采顺序提出"踏步式回采"方案,通过FLAC3D软件模拟分析、比较2种方案对采场岩体稳定性的影响。数值模拟结果表明,无论采用"隔一采一"还是"踏步式回采"方案,在两侧为充填体支撑的情况下,中间矿体的回采条件均较差,但相比而言,"踏步式回采"在控制顶板变形、避免产生大范围塑性区方面优于"隔一采一"方案。本研究成果对类似矿山的矿体回采设计有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 金矿 回采顺序 隔一采一 踏步式回采 数值模拟 FLAC3D
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岩石结构面的浸水剪切蠕变特性及本构模型研究 被引量:1
10
作者 刘洪磊 杨晨 +1 位作者 刘溪鸽 朱万成 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第9期71-80,共10页
针对浸水与自然状态下砂岩硬性结构面开展了分级加载剪切蠕变试验,试验通过单轴压缩形式实现结构面法向应力与切向应力的等比例加载。试验结果表明:在岩石结构面发生加速蠕变之前,分级加载的瞬时变形存在着随加载应力逐渐减小的趋势。基... 针对浸水与自然状态下砂岩硬性结构面开展了分级加载剪切蠕变试验,试验通过单轴压缩形式实现结构面法向应力与切向应力的等比例加载。试验结果表明:在岩石结构面发生加速蠕变之前,分级加载的瞬时变形存在着随加载应力逐渐减小的趋势。基于Norton-Bailey模型与Kachanov损伤模型提出了一个新的考虑结构面粗糙度、浸水条件、剪应力与压应力之比等因素的改进Norton-Bailey蠕变剪切模型。根据砂岩结构面剪切蠕变试验数据,分别拟合了浸水与自然状态下砂岩结构面蠕变剪切模型的参数。分析结果表明:所建立的改进Norton-Bailey蠕变剪切模型对于结构面的剪切蠕变结果具有较好的拟合效果,并可以反映结构面浸水弱化作用的影响。 展开更多
关键词 硬性结构面 剪切蠕变 浸水弱化 粗糙度
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基于多学科交叉的智能采矿研究生培养体系构建 被引量:1
11
作者 刘洪磊 侯晨 +3 位作者 刘溪鸽 张鹏海 邓文学 关凯 《高教学刊》 2023年第15期9-12,共4页
面向智能采矿对多学科交叉复合型人才的需求,东北大学采矿工程学科通过建立采矿工程本-博贯通式培养模式,提升采矿工程专业研究生的生源质量、优化生源结构;通过广泛接收调剂生源,招收软件工程、计算机科学与工程、控制科学与工程、电... 面向智能采矿对多学科交叉复合型人才的需求,东北大学采矿工程学科通过建立采矿工程本-博贯通式培养模式,提升采矿工程专业研究生的生源质量、优化生源结构;通过广泛接收调剂生源,招收软件工程、计算机科学与工程、控制科学与工程、电气工程等专业的研究生,从源头上保障多学科的交叉与融合;采矿工程学科着重发展矿产资源的智能开采方向,修订研究生培养方案,建立多学科交叉融合的研究生培养模式,全面提升研究生创新能力的培养。 展开更多
关键词 智能采矿 学科交叉 研究生培养 体系构建 创新能力
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大孤山露天矿边坡亿级自由度建模与基于RFPA^3D的数值模拟 被引量:7
12
作者 李斓堃 朱万成 +2 位作者 代风 刘溪鸽 邓文学 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第2期179-185,共7页
为了提高数值模拟在露天矿岩石工程大规模计算分析中的准确性,精细化建模与大规模计算是其重要的实现途径。以大孤山露天铁矿为例,构建了亿级自由度精细化网格模型,并基于RFPA^3D-Parallel数值模拟软件的高效并行求解迭代计算方法,模拟... 为了提高数值模拟在露天矿岩石工程大规模计算分析中的准确性,精细化建模与大规模计算是其重要的实现途径。以大孤山露天铁矿为例,构建了亿级自由度精细化网格模型,并基于RFPA^3D-Parallel数值模拟软件的高效并行求解迭代计算方法,模拟了大孤山露天矿西北帮楔形体滑坡的孕育、形成过程。数值模拟结果表明,大孤山露天矿边坡稳定性的主要威胁为F14断层带与F15断层带之间的楔形岩体,且楔形体的损伤具有自上而下的发展演化特征,这一数值模拟结果对现场滑坡监测预警及防控治理具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 露天矿 滑坡 楔形体 亿级自由度 并行计算
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岩石破坏过程实时监测预警软件系统——搭建与初步应用 被引量:2
13
作者 宋清蔚 朱万成 +3 位作者 徐晓冬 张鹏海 陈承桢 刘溪鸽 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第10期155-164,共10页
岩石损伤与破坏的预测预警是岩石力学的基本问题。在岩石单轴压缩实验中,通过Lab VIEW二次开发的方式实时获取实验过程中应变、表面散斑图像、声发射测试数据,采用HTTP、WebSocket等数据传输协议实时传输数据,搭建了“端—边—云”3层... 岩石损伤与破坏的预测预警是岩石力学的基本问题。在岩石单轴压缩实验中,通过Lab VIEW二次开发的方式实时获取实验过程中应变、表面散斑图像、声发射测试数据,采用HTTP、WebSocket等数据传输协议实时传输数据,搭建了“端—边—云”3层架构的岩石失稳破坏过程监测预警系统,实现了多元化监测数据的实时采集与动态融合,并对岩石单轴压缩破坏进行实时预测预警。该软件系统能够先于传统上的基于声发射振铃数和能量释放率的前兆特征,预测方法更为可靠,更具实际意义。该系统可迁移至矿山现场应用之中,为基于多元异构现场监测数据融合来进行矿山地质工程灾害预测预警提供了技术支撑。 展开更多
关键词 多元监测数据 数据实时采集 岩石失稳破坏前兆 实时预警系统
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基于倾斜摄影测量的露天矿数值模型重构与计算实例 被引量:3
14
作者 刘阳晓 朱万成 +2 位作者 刘文胜 刘溪鸽 王江梅 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第4期125-132,共8页
针对露天矿的三维数值建模,传统方法通常具有精度低、成本高及周期长等缺点,极大地限制了露天矿的大尺度精准数值计算。随着无人机技术的发展,可利用倾斜摄影测量方法快速构建高精度露天矿三维实景模型,但是囿于数据量庞大且冗余,导致... 针对露天矿的三维数值建模,传统方法通常具有精度低、成本高及周期长等缺点,极大地限制了露天矿的大尺度精准数值计算。随着无人机技术的发展,可利用倾斜摄影测量方法快速构建高精度露天矿三维实景模型,但是囿于数据量庞大且冗余,导致其无法直接用于数值计算。针对倾斜摄影得到的大孤山露天矿模型,采用直通滤波方法获得等高点云、利用数字图像处理技术规则化等高线,再借助Rhino®软件重构实体模型并划分网格,最终建立了大孤山露天矿数值计算模型,从而实现大尺度三维实景模型到数值计算模型的高效、精准转换。该方法可为露天矿的数值建模提供参考。 展开更多
关键词 倾斜摄影测量 点云模型 等高线 数字图像处理 数值计算
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露天削坡对地下采场地压显现影响的数值模拟 被引量:2
15
作者 闫佳钊 刘溪鸽 +1 位作者 朱万成 秦瑞博 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第6期213-219,共7页
某露天地下联合开采矿山上盘矿体为露天开采,下盘矿体采用浅孔留矿法与无底柱分段崩落法开采。地下采场局部地压显现较为严重,顶板冒落、矿柱下沉和支护结构纵向开裂等问题频发。为了保障地下采场的安全,本文采用数值模拟方法,分析了地... 某露天地下联合开采矿山上盘矿体为露天开采,下盘矿体采用浅孔留矿法与无底柱分段崩落法开采。地下采场局部地压显现较为严重,顶板冒落、矿柱下沉和支护结构纵向开裂等问题频发。为了保障地下采场的安全,本文采用数值模拟方法,分析了地下采场高应力的来源以及地压显现的特征,提出了对上盘露天矿边坡削坡来实现地下采场卸压的技术方案,并通过数值模拟验证该方案的可行性。研究结果表明:地下采场地压与上部残余矿柱有直接关系,在采用无底柱崩落法开采平行矿脉的过程中,地压逐渐提高。若对上盘露天矿边坡进行削坡卸压,随着削坡方量增加,地下采场矿柱下方的应力集中情况将得以有效缓解,采场地压显著降低。以上结论对该矿山地下采场的地压控制具有重要参考价值。 展开更多
关键词 露天地下联合开采 地压显现 削坡卸压 数值模拟
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开卸压槽防治岩爆的数值模拟研究 被引量:2
16
作者 韩月欢 刘溪鸽 朱万成 《中国矿业》 2022年第10期101-109,共9页
随着岩石工程逐渐向深部发展,高地应力导致的岩爆灾害日益凸显,而开卸压槽或是主动降低围岩高地应力、防治岩爆的有效措施之一。为研究开卸压槽对岩爆的防治效果,本文利用离散元数值模拟方法对巷道中不同开槽卸压方案进行了对比分析。... 随着岩石工程逐渐向深部发展,高地应力导致的岩爆灾害日益凸显,而开卸压槽或是主动降低围岩高地应力、防治岩爆的有效措施之一。为研究开卸压槽对岩爆的防治效果,本文利用离散元数值模拟方法对巷道中不同开槽卸压方案进行了对比分析。研究结果表明:开挖后的巷道围岩环向应力增大、易发生岩爆,在围岩中开槽可在卸压槽周围形成三角形的应力降低区,并将高应力区转移到卸压槽底部,从而达到防治岩爆的效果。但开槽卸压的效果会受其具体位置影响,且在地应力较高(≥50 MPa)时,单独开卸压槽会造成局部围岩破碎,破坏围岩的完整性,进而诱发岩爆。此外,水平侧压力系数较小时,在不同位置开槽释放的弹性应变能近似相等,水平侧压力系数较大时,在巷道顶板处开槽能量释放效果要优于巷道侧帮开槽。因此,在实际工程中,应根据巷道围岩的地应力条件(地应力大小、侧压力系数等)和围岩稳固性选择合适的开槽方式、开槽位置和支护方式来防治岩爆。 展开更多
关键词 防治岩爆 卸压槽 数值模拟 PFC2D软件 巷道模型
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崩落法采空区散体与围岩相互作用的数值模拟 被引量:1
17
作者 范儒泓 刘溪鸽 +1 位作者 何荣兴 张华 《中国矿业》 2023年第6期104-112,共9页
崩落式采矿法在覆岩下出矿,将崩落的围岩散体遗留在上部采空区,从而对上下盘围岩起到支撑作用。在不同的矿体形态和岩体强度、矿岩散体流动状态的条件下,崩落散体的支撑作用不尽相同,这导致崩落采空区的垮落范围与地下采场的地压显现也... 崩落式采矿法在覆岩下出矿,将崩落的围岩散体遗留在上部采空区,从而对上下盘围岩起到支撑作用。在不同的矿体形态和岩体强度、矿岩散体流动状态的条件下,崩落散体的支撑作用不尽相同,这导致崩落采空区的垮落范围与地下采场的地压显现也存在差异,其形成的应力集中区和上盘陷落区对后续开采构成较大风险。针对这一问题,基于裂纹尖端存在微裂纹损伤假设,使用离散元数值模拟的方法,对比分析了不同围岩强度、不同矿体采空区倾角条件下,放矿过程中矿岩散体与围岩的相互作用和围岩破坏形式。研究结果表明:竖直或陡倾斜的采空区应力分布相对均匀,但采空区具有一定倾角时在上盘顶部会出现应力降低区,上盘底部出现应力集中区;围岩强度较高时,应力分布较为均匀,而围岩强度低时上盘围岩会较早发生破坏,从而释放应变能,不易产生应力集中区;在围岩强度较低时,可通过及时回填废石以减小围岩变形、迟滞上盘围岩底部产生的应力集中趋势、延后破坏时间。研究结果对采用崩落法开采的矿山控制采场地压具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 崩落法 采空区 矿岩散体 围岩 出矿 数值模拟
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基于改进投影覆盖法结构面粗糙度尺寸效应分析 被引量:3
18
作者 陈世江 杨志东 +1 位作者 王超 刘溪鸽 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期1244-1252,共9页
研究结构面粗糙度的尺寸效应特征对全面理解结构面的力学性质有重要的意义。基于此,将随机数应用于投影覆盖法中,改进了投影覆盖法计算结构面分维数时三角形单元划分方法;在分辨率相同情况下,应用改进投影覆盖法计算了两个形貌特征不同... 研究结构面粗糙度的尺寸效应特征对全面理解结构面的力学性质有重要的意义。基于此,将随机数应用于投影覆盖法中,改进了投影覆盖法计算结构面分维数时三角形单元划分方法;在分辨率相同情况下,应用改进投影覆盖法计算了两个形貌特征不同的结构面(2 m×2 m)尺寸大小不同时的分维数;探讨了用取自不同区域位置相同尺寸结构面的最大分维数差值来判定结构面合理尺寸的方法。研究结果表明:(1)形貌特征不同的结构面尺寸效应特征不尽相同,一般情况下,随尺寸增大,结构面粗糙度先增大而后减小,即在小尺寸时表现为正尺寸效应,而后为负尺寸效应;(2)对于某一特定结构面,不同尺寸范围选取位置不同,其尺寸效应特征也不尽相同;(3)不同区域位置相同尺寸结构面最大分维数差值随尺寸的增大,其总体趋势为先减小而后逐渐趋于稳定。该研究结果是全面认识结构面粗糙度尺寸效应的有益补充,为确定结构面合理尺寸提供一条新途径。 展开更多
关键词 岩体结构面 尺寸效应 粗糙度 分形维数
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采矿发展趋势及未来人才知识结构需求 被引量:11
19
作者 朱万成 关凯 +2 位作者 闫保旭 牛雷雷 刘溪鸽 《教育教学论坛》 2018年第30期6-10,共5页
矿业将长期是国民经济发展的命脉,矿产资源仍是国家发展最基础的物质支撑,是国家安全保障的重要组成部分。目前,我国正在加速迈向人才强国,矿业正处于筑底回升稳步增长的态势。基于此,本文从矿业的国家需求、未来采矿发展趋势以及未来... 矿业将长期是国民经济发展的命脉,矿产资源仍是国家发展最基础的物质支撑,是国家安全保障的重要组成部分。目前,我国正在加速迈向人才强国,矿业正处于筑底回升稳步增长的态势。基于此,本文从矿业的国家需求、未来采矿发展趋势以及未来采矿人才的知识结构三方面论述,认为采矿将面向深部开采、智能采矿、绿色开发方向发展;未来采矿人才需进行多学科交叉学习,不断拓宽知识结构,以便应对矿业全球化的发展趋势。同时采矿专业培养的人才在地热开发、核废料地质处置、煤层气开采、页岩气开采、CO2地质处置等相关工程领域也有就业机会。 展开更多
关键词 采矿 发展趋势 采矿人才 多学科交叉
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阿尔哈达铅锌矿728m中段采空区顶柱回收方案研究 被引量:1
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作者 贾瀚文 周亚博 +2 位作者 刘龙 刘溪鸽 闫保旭 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第1期42-46,共5页
针对阿尔哈达铅锌矿728 m中段采空区下方回收顶柱存在的技术及安全问题,提出了中深孔崩落法采矿方法,介绍了顶柱回收方案的采场结构、采切工程、回采工艺等技术参数,确定在采场两翼掘凿切割天井,两翼后退式落矿的顶柱回收方案。采用FLA... 针对阿尔哈达铅锌矿728 m中段采空区下方回收顶柱存在的技术及安全问题,提出了中深孔崩落法采矿方法,介绍了顶柱回收方案的采场结构、采切工程、回采工艺等技术参数,确定在采场两翼掘凿切割天井,两翼后退式落矿的顶柱回收方案。采用FLAC3D软件分析顶柱及上下盘在回采过程中应力、位移及塑性区变化规律。数值计算结果表明所提出的顶柱回收方案是合理的,为顶柱回采提供了理论依据,具有重要的实践意义。 展开更多
关键词 顶柱回收 采矿方法 崩落法 FLAC3D
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