某露天矿山边坡稳定性研究

露天矿山边坡稳定性直接关系到矿山的安全,本文针对某露天矿山边坡稳定性进行分析,通过分析结构面与坡面关系,初步分析边坡可能存在破坏模式。对初步分析破坏模式利用极限平衡法进行分析,计算得出各工况下各剖面安全系数均满足《非煤露天矿边坡工程技术规范》(GB 51016-2014)要求;利用二维弹塑性有限元数值模拟分析法,分析各工况下各剖面的滑移机理和安全系数,得出初步判断的边坡整体破坏模式与计算结果一致,并通过极限平衡分析法和二维弹塑性有限元数值模拟分析法计算出的边坡安全系数综合分析该矿山边坡稳定性,边坡总体稳定,为露天矿山边坡稳定性研究提供参考,为矿山安全高效开采提供保障。

预裂爆破的减振试验研究

为研究预裂爆破所形成的预裂缝的减振效果,以红沿河核电厂基建工程为背景,在多个地点进行预裂爆破减振试验,通过监测有、无预裂缝的台阶爆破质点振动速度,并对所测数据进行了振动分析和减振率分析。结果表明:离爆源越近、最大段药量越大,预裂爆破的减振效果越好,减振率最高可达0.66;预裂爆破减振具有方向性,水平方向的减振作用较垂直方向明显。

某核电站地下管沟爆破开挖振动监测与分析

通过某核电站地下管沟爆破开挖工程现场3次爆破试验,对爆破振动进行监测与分析,结合萨氏公式回归分析,得到了地下管沟开挖爆破各个方向爆破振动速度衰减规律,以及合适的K,α值,从而计算出较为合适的最大段药量,用于指导后续爆破施工。同时分析爆破振动频率,对于爆破振动“速度-频率”双因素控制有着重要意义,对测得的数据分析,得出了各方向振动频率主要集中在20 Hz^50 Hz,随着距离增加频率分布大体呈现更为集中的趋势。

考虑裂隙岩体爆破损伤的装药结构研究

装药结构是改善裂隙岩体爆破效果的重要因素,结合某隧道爆破掘进工程,通过地质雷达现场岩体损伤探测及柱状装药爆破损伤理论估算,获取隧道掌子面前部裂隙岩体爆破损伤规律,并提出基于其爆破损伤规律的装药结构。雷达探测发现:隧道掌子面前部裂隙岩体受爆破开挖损伤明显,Ⅳ级岩体的裂隙区范围最大值约2.4 m,Ⅲ级岩体为1.8 m,均位于下一装药区域内,理论计算与雷达探测结果基本一致。利用获得的掌子面前方裂隙岩体的爆破损伤规律,提出了"减药非连续装药"装药结构,可减少裂隙区炮孔二分之一装药量。实践证明:该装药结构能提高爆破有效能,降低工程成本与围岩损伤。

数码电子雷管在核电负挖爆破工程中的应用

太平岭核电站爆破区域周边情况复杂、重要设施要求爆破振动小,尤其要对爆破产生的振动和飞石进行控制。为此,分别采用导爆管雷管与数码电子雷管进行试爆试验。结果表明,对比导爆管雷管爆破施工,使用数码电子雷管爆破时,各监测点爆破振动峰值明显降低,符合爆破安全规定。针对飞石问题,在爆破区域上采用了3层覆盖的方式,控制了飞石抛掷距离,保证了核岛内建筑物的安全。

爆破荷载下露天矿高边坡振动速度阈值的确定及控制

为分析爆破作用下露天矿高边坡的稳定性,以贵州穿岩洞矿爆破开挖为工程背景,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,建立力学模型,探讨爆破载荷作用下露天矿高边坡稳定性的动态变化情况。研究结果表明,高边坡稳定状态下位移收敛,破坏状态下位移不收敛;以介于收敛至不收敛之间的临界状态确定边坡振动速度阈值,并得到边坡振动速度控制标准为10 cm/s,据此求得符合允许振动要求的最大段药量为230 kg。同时运用本文确定的边坡振动速度控制标准进行现场实测,确保了爆破施工后露天矿边坡岩体没有出现损伤现象。

减振沟减振效果影响参数研究

爆破作为采矿、水利、铁路及核电等重要工程的主要施工手段,除破岩外,还伴随着产生爆破振动,会对爆源周边的建筑物等保护对象产生一定程度的损伤破坏。为降低和预防爆破振动,以红沿河核电站基建工程为依托,提出开挖减振沟进行减振,并对减振沟进行了现场试验研究,同时对不同参数减振沟的减振效果进行了拓展性数值模拟。结果表明:(1)减振沟距爆源越近,其振动速度衰减越快;(2)减振沟的减振率随减振沟深度增加而增加;(3)减振沟的宽度对其减振效果影响较小。

主井深度爆破对周边建筑物的影响

应用数值模拟与理论分析结合的方法,研究了某大型磷矿主井深度爆破对周边建筑物的稳定影响.数值模拟结果表明:随着主井爆破掘进深度的不断增加,破碎站的振动速度有先增大后减小的规律.理论分析计算表明,在考虑数值模拟中破碎站振动规律的前提下,原设计方案爆破会对破碎站造成损伤,威胁破碎站的安全.为保证破碎站安全,采用小炮实验找出场地爆破振动波衰减规律,分析选取适合作为预测最大段药量的公式.计算表明主井掘进深度0~72m需控制最大段药量,主井掘进深度大于72m之后,可按照原爆破设计方案施工.

裂隙岩体大断面隧道爆破方案设计

针对某隧道岩性复杂、裂隙发育、断层较多的地质条件,结合现场爆破施工与支护要求,对Ⅲ级围岩采用半断面爆破开挖,且上部断面的楔形掏槽眼与开挖面成71.8°夹角,Ⅳ级围岩采用分部爆破开挖,上部顶断面及侧断面的楔形掏槽眼与开挖面夹角分别取为77.29°,84.26°;起爆采用局部簇联、全断面并联的复式联接网路。爆破后掌子面周边眼残孔率较高,断面成型明显,隧道变形较小且围岩稳定。现场爆破效果与变形监测表明,爆破设计满足施工质量及进度要求,可为类似地质条件隧道爆破设计提供借鉴。

卸压巷对被保护巷变形影响的数值模拟

在矿业开采过程中,巷道围岩受应力变化影响,顶底板与两帮均会发生变形收敛。通过开挖卸压巷和优化卸压巷的几何参数,能有效减少巷道围岩收敛。利用3DEC离散元模拟软件,模拟在400m埋深条件下不同形状、位置的卸压巷对被保护巷道的顶底板、两帮的位移变化规律,研究卸压巷对被保护巷道的影响。模拟结果表明:以X正方向为起点0°,逆时针旋转,在离被保护巷1.65倍巷宽的315°位置处,开挖正(长)方形卸压巷,能有效减少被保护巷的整体变形。

砂岩加载过程中的细观损伤试验研究

为研究砂岩在加载过程中的细观损伤特征,采用三轴压缩试验设备,对砂岩进行特定高围压下不同轴向应力加载试验。利用扫描电镜、能谱分析仪对加载后的完整岩样进行细观观测,运用图像处理程序对砂岩的细观损伤信息进行统计分析。研究结果表明:在30MPa围压和未超过单轴抗压的轴应力下,砂岩的应力–应变曲线未见明显屈服点,而随轴向应力增加,其塑性变形程度与细观损伤因子不断增加,砂岩强度渐进劣化;试件细观损伤因子基本服从Gauss函数分布,其细观损伤随轴向应力的增加由观测面边缘逐渐向中心延展。砂岩内部的3种细观结构在加载后仅表现为砂粒、胶结体2种细观形貌,且随轴向应力的增加,试件损伤细观上首先从胶结体开始,然后逐步转移到砂粒。砂岩主要由氧、硅、铝3种元素组成,氧元素遍布整个试件,硅元素主要分布在试件的高强度区,铝元素主要分布在试件的低强度区。