极厚大矿床深井开采通风降温技术研究

对于深井开采通风降温方案的选择,地表气候具有决定性的作用。基于三维通风仿真软件Ventsim,针对进风温度、降温风速、人工制冷量等主要因素,对大台沟铁矿深井开采进行了全面的通风降温热模拟,最终获得大台沟铁矿深井开采全年通风降温最优方案,为人工制冷工艺与矿山通风降温方案的选择提供了非常重要的科学依据。在深井开采过程中,人工制冷对矿山的安全生产与经济效益均具有非常重要的影响。

基于Ventsim张庄铁矿通风系统的模拟

根据马钢张庄铁矿开拓系统,对高地温矿山通风系统进行了研究,确定其通风方式和通风机站位置,应用Ventsim软件,建立了该矿三维通风仿真系统,根据井下不同工作面的工作条件,计算降温风速分别为0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4 m/s时矿山所需总风量,对巷道摩阻系数分别为0.01,0.012,0.014 Ns2/m4情况下的通风网络进行解算,得到各通风机站的风压、风机电机功率。对主要机站风压、风机电机功率与降温风速及摩阻系数之间的关系进行分析。通过分析可知,风机全压和风机电机功率随降温风速的增加而增大,降温风速对其影响较为明显。

梅山铁矿放矿方式计算机模拟研究

介绍了SLS系统的特点、功能以及无底柱分段崩落法的3种放矿方式,利用SLS系统对梅山铁矿放矿方式进行模拟研究,证明可以改变现行截止品位放矿,采用无贫化放矿将较大地提高经济效益。

物质点强度折减法及其在边坡中的应用

物质点法适用于模拟连续介质大变形,如边坡失稳全过程。在物质点法中应用强度折减法,用于边坡稳定性评价。与极限平衡法相比,二者安全系数计算值、滑动面位置结果基本一致;与有限元强度折减法相比,物质点法失稳评价标准的物理意义明确。利用物质点法大变形计算优势,评价边坡失稳后的破坏后果,通过算例说明其评价不同安全系数下的滑坡堆积形态及滑移距离的能力,尤其是评价滑坡对临近建筑物的影响程度的能力。物质点强度折减法可用于边坡稳定性评价及边坡破坏后果评价。

岩石张拉及剪切破裂声发射震源机制分析

选取花岗岩,开展三点弯曲和剪切加载条件下声发射试验,采用单纯形算法与矩张量理论分析了不同破裂类型微裂纹的时空分布特征.研究结果表明:在加载过程中,三点弯曲试样总体上以张拉型破裂为主,岩石最终破坏时,张拉型裂纹所占比例超过50%;剪切试样以剪切型破裂为主,最终剪切型裂纹所占比例超过60%.声发射事件的群集区域和矩张量分析结果与最终的岩石破裂结果相一致,说明矩张量理论能够定量描述岩石在加载过程中张拉应力、剪切应力的分布和迁移规律,这为岩石破裂过程中微裂纹的相互作用和贯通机制提供了良好的分析手段.

用Mathews稳定图法与数值分析法优化充填开采矿山采场结构参数

应用空场法嗣后充填的方式进行采矿是一种高效的采矿方法,已成为特大型地下矿山采矿技术发展的一大趋势。结合Mathews稳定图法和FLAC3D数值计算方法,利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,而后利用数值方法在初选方案中进行比选获得最优采场结构参数。以张庄铁矿为例,对应用阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法开采厚大矿体进行研究,分析了不同结构参数以及不同暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法在矿山的应用和推广提供一定的依据。

崩落法开采岩层移动影响因素的数值模拟

随着矿山开采深度的增加,岩体所处的力学条件变得复杂,采用崩落法开采的深部矿体岩层移动规律受多种因素影响且不同于浅部。离散元法是基于不连续性假设的数值方法,它特别适合于求解节理岩体中的非连续性问题。基于离散元理论,采用数值计算软件3DEC,分析了不同节理倾角、不同侧压力系数及不同开挖阶段对深部矿体崩落法开采过程中岩层移动规律的影响,研究结果表明:不同倾角的优势结构面对崩落发展趋势影响显著,水平节理对崩落发展有良好促进作用;侧压力系数越大,崩落高度越小;深部矿体开采过程中,由于承压拱的存在,开采高度为120 m时,并未引起大范围塌陷。研究结果可为深部矿体崩落法开采岩层移动规律及地表沉陷范围的确定提供一定的参考依据。

厚大矿体深井开采采场通风技术研究

基于三维通风仿真软件Ventsim,根据采场通风工程布置,建立大台沟铁矿采场三维通风仿真模型。针对3种不同采场通风方案,进行全面的通风效果数值模拟,并获得最优方案。该方案采场通风效果显著,合理地解决了厚大矿体开采时,采场通风面临的困难。

基于三维激光扫描的岩体结构面信息提取

以地下矿山工程中的岩体结构面信息为研究对象,应用三维激光扫描技术与地质构造分析相结合的研究手段,将岩体结构面信息提取和三维激光扫描技术进行系统集成.利用Z+Flasercontrol点云数据处理程序和Geomagic Studio逆向工程软件对围岩点云信息进行预处理.基于Java语言开发了由点云数据获取结构面信息的点云数据处理系统,并应用Dips地质构造分析软件分析结果,结合人工测量数据验证此系统的准确性与可行性.研究结果表明,和传统方法相比,该方法具有快速、自动、高精度和远距离测量的优点.

基于多曲率压头的钻孔横向贯入仪研制及其初步应用

针对深部岩土工程岩石参数获取成本高的问题,借鉴压痕试验技术,研制钻孔横向贯入仪,用于在钻孔中测定岩石的相关力学参数。该设备具有便携、快捷、高效、低成本的特点。该设备通过获取4个不同曲率半径的压头在压入过程中的载荷–位移曲线,并对这些曲线进行分析从而获取岩石的相关力学参数。在大理石上进行钻孔横向贯入仪的初步应用,并在试验中引入声发射监测塑性变形的发展情况,揭示试验的压入曲线特性,从试验曲线中提取岩石的模量,通过与单轴试验结果进行对比,用钻孔横向贯入仪试验曲线提取的模量介于单轴试验的割线模量和弹性模量之间,并且与割线模量较为接近。认为钻孔横向贯入仪的试验结果可以代表现场岩石的力学参数,可供工程参考。