天气因素对排土场生态边坡稳定性的影响

为了研究排土场在天气影响下的稳定性,建立排土场温度-渗流-应力耦合有限元分析模型,研究其饱和-非饱和渗流场、应力场以及稳定性响应规律,然后与排土场典型滑坡特征进行对比验证,并提出采用边坡危险滑动带来分析非均质边坡失稳特征。结果表明:考虑天气影响时,雨水入渗深度范围土体孔隙水压力均会不同程度地低于无蒸散和植物截留时的孔隙水压力,稳定性系数极小值比无蒸散和植物截留时更高,出现时间更晚,表明雨后一段时间内滑坡风险仍在不断增加,能更准确地反映出降雨所致边坡失稳的滞后效应。提出在采用极限平衡法分析非均质边坡失稳特征时,通过递增稳定性系数增量来观察最危险滑动带发展趋势的方法,以便更加全面反映出边坡滑坡类型和特征。

基于本质安全化方法的本质安全型矿山研究

为创建本质安全型矿山,分析本质安全化方法与矿山本质安全化的内在联系,并基于本质安全化方法,阐述本质安全型矿山的特征,提出本质安全型矿山层次模型,然后进一步将本质安全化方法内容与露天矿山安全生产实际相结合,探讨并架构本质安全化方法在露天矿山的实施体系,最后以金属、非金属露天矿山为对象,系统论述本质安全化方法的实施内容。认为从降低系统事故发生概率和事故严重程度着手,采取全方位的安全技术和安全管理措施能够有效地促进矿山本质安全化的实现。

矿山采动垮塌机理及隐患结构探查

为了实现地下矿山采动垮塌区域边缘矿体的安全回采,首先采用数值模拟方法进行采动垮塌机理研究,确定垮塌区域大致范围,然后在垮塌区边缘矿体内部掘进巷道对隐患结构进行超前探测,进一步探明隐患结构分布情况,最后通过钻探对数值模拟和超前探测结果进行验证并注浆加固.研究表明:采空区两帮为充填体、上部为矿体时,其采动垮塌破坏机理可以概括为"两帮下部三角形平动-两帮上部圆弧形转动-顶板楔形垮塌-两侧采场条形滑移-上部采场整体下沉".通过对数值模拟、超前探测和钻孔验证的综合运用,可以实现对垮塌区域隐患结构的精确探查和控制.

采空区三维激光扫描点云数据处理技术

由于井下环境的复杂性,借助三维激光扫描仪获取的采空区边界三维空间信息点云数据中不可避免包含一些噪声点.为此,提出曲率-弦长比复合判据实现了对点云数据中高频噪声点的过滤处理,并运用随机滤波法去除点云数据中的低频随机噪声点,通过分段低次插值法实现空区模型曲线光顺处理.结果表明:过滤及光顺处理不仅有效去除了采空区点云数据中的噪声点,同时避免了采空区三维模型构建中自相交情况的出现,达到了采空区三维模型精确构建的目的.

垮塌区Navier-Stokes幂律型浆体的有效扩散范围

为了研究注浆过程水泥浆体在破碎岩体中的扩散范围和压力分布状态,以Navier-Stokes方程为理论基础,在COMSOL平台上建立单裂隙模型,模拟浆体在不规则的单一裂隙面上的流动特征.在此基础上,建立破碎岩体的平面裂隙模型,同时设置不同的贯通系数,模拟浆体在破碎岩体中的扩散规律.研究结果表明:当模型中裂隙贯通系数较低时(0.1~0.5),浆体有效扩散范围较小,约为1.5~4.1 m,扩散范围随着压差的增加呈非线性的增加,但是增加率快速降低接近0;当模型中裂隙贯通系数较大时(0.5~1.0),浆体的有效扩散范围显著增加,约为4.1~6.2 m,随着压差的增加也呈非线性增加,增加率呈降低的趋势;当模型中裂隙贯通系数为1.0时,即破碎的岩体中裂隙面全部连通状态,浆体扩散距离随着压差的增加近似呈线性增加,最大扩散距离约为6.2 m.同时在注浆孔外围6 m处取芯结果能明显观察到浆体固结的破碎岩块,这与模型计算结果一致.

露天煤矿企业系统安全管理的实施要点分析

概述了系统安全管理的基本内容、我国煤矿安全管理现状与系统安全管理实施的意义,对露天煤矿企业的系统安全管理实施要点进行了分析,阐明了实施过程中的主要要求,总结了露天煤矿中实施系统安全管理的作用。

短时强降雨对排土场碎石土边坡稳定性的影响

为了研究排土场层状碎石土边坡在短时强降雨条件下的入渗过程及稳定性,首先在SEEP/W中进行降雨条件下的饱和-非饱和渗流分析,得到不同时刻的瞬态孔隙水压力分布,然后将SEEP/W模拟结果分别导入SIGMA/W和SLOPE/W,进行孔压-应力耦合分析和边坡稳定分析。最后通过对雨后不同时刻边坡内部孔隙水压力值变化情况的比较分析,探讨了雨后滑坡的发生机理。研究结果表明:强降雨对排土场碎石土边坡浅层影响最大,边坡浅层基质吸力随含水量的增大迅速降低,降低范围逐步向深部扩展,雨后基质吸力缓慢增大;降雨时排土场边坡渗流流速较大的区域主要集中在透水性最强的边坡浅层,当坡底存在弱透水层时,坡脚会很快产生涌水现象,涌水速度会逐渐增大,地下水位也会随之提高,雨后涌水减弱,地下水位降低;排土场边坡位移在降雨初期增加最快,之后增加速度趋缓,雨后会继续增大;降雨时排土场边坡安全系数快速下降,雨后随着边坡浅层水分继续下渗,边坡浅层下部含水量升高,最危险滑面位置会向基质吸力减小的边坡浅层下部发生转移,因此安全系数会继续降低至最小值,然后才开始缓慢增大。排土场层状碎石土边坡在短时强降雨作用下容易在雨后的一个较短时间内发生浅层滑坡。

持续暴雨作用下排土场层状碎石土边坡稳定性

为了研究排土场层状碎石土边坡在持续暴雨条件下的入渗过程及稳定性,推导了土体天然含水率、天然重度与天然体积含水量的换算公式,作为快速确定边坡土体初始基质吸力分布的依据.建立算例排土场有限元分析模型,进行降雨条件下饱和-非饱和渗流、孔压-应力耦合以及边坡稳定分析.结果表明:持续暴雨作用下排土场会在透水性最强的边坡浅层形成集中渗流通道,当坡底存在弱透水性土层时会切断渗流通道,导致雨水从坡脚涌出;排土场边坡位移在降雨期间不断增长,但增长速度越来越慢,雨后边坡位移立即开始减小;降雨初期边坡稳定性系数下降较快,边坡浅层渗流稳定后基本保持不变,雨后缓慢增大.排土场层状碎石土边坡在持续暴雨作用下容易在降雨中后期失稳.

岩体损伤度的点荷载强度计算及分析

根据现场点荷载强度试验的统计结果和损伤力学原理,提出了一种新的岩体损伤度计算方法,即点荷载强度计算方法.为了验证该方法的可靠性和准确性以及这种方法计算的岩体损伤度与岩体完整性指数之间的关系,进行了一系列理论推导和现场岩体声波测试与实验室岩石声波测试.结果表明:该方法计算的损伤度与岩体完整性系数表现出很好的一致性,并且该方法计算的损伤度与巷道松动圈内岩体损伤度的变化趋势一致.实测值与理论值之间的误差都在7%以内,说明通过该方法计算岩体损伤度有较高的准确性和可靠性.