机制砂对喷射混凝土强度影响试验研究

以金山店铁矿机制砂为研究对象,对2种不同种类母岩机制砂分别开展X射线衍射试验、筛分试验和抗压强度试验,并与黄砂进行对比。试验结果表明,母岩为火成岩的机制砂喷射混凝土抗压强度最高,黄砂次之,沉积岩最低;长石含量是影响机制砂混凝土强度的主要因素,其次矿物的结晶结构和晶粒大小也影响机制砂强度;沉积岩机制砂母岩强度高、细度模数大,机制砂混凝土抗压强度与黄砂混凝土相比降低了14.4%;建议选用长石含量高,抗压强度适中的岩石制备的机制砂来作为井下喷浆用砂。

金山店铁矿无底柱分段崩落法崩矿步距数值模拟优化研究

以金山店铁矿张福山矿区东区无底柱分段崩落法回采为工程背景,详细分析了顶部覆盖岩层与正面废石混入对放矿回贫指标的影响。基于PFC3D数值模拟软件平台建立单漏斗放矿模型,分别对2.0m、2.5m、3.0m、3.5m、4.0m五种崩矿步距方案开展数值模拟试验。研究结果表明:①贫化率随崩矿步距的增大而减小,在试验区间内呈近似线性变化规律;②回采率随崩矿步距的增大呈抛物线变化规律;③金山店铁矿东区无底柱分段崩落法采场结构参数为14m×16m(分段高度×进路间距),最佳崩矿步距为3.5m,可以达到回采率85.67%,贫化率16.96%的技术经济指标。

地下开采地表变形数值模拟研究

采用 2D -FLAC软件 ,依崩落法工艺流程建立地下开采地表变形动态分析模型。金山店铁矿余华寺矿区计算结果表明 ,在 - 1 5 0m水平以上开采时移动角和崩落角比较小 ,继续开采时变形趋于平缓 ,找到了影响地表变形的主要因素 ,指出矿山深部开采应该注意的问题 。

击振条件下围岩松动圈试验研究

为精确掌握巷道围岩松动圈的范围,合理优化巷道锚杆支护参数,通过自研测力锚杆对巷道围岩松动圈进行测试,得到巷道围岩各部位松动圈变化范围为:顶部、紧邻顶部、起拱部位及直墙部位巷道松动圈厚度均值分别为1070 mm、985 mm、997 mm及970 mm;巷道平均围岩松动圈为1016 mm,属于中等围岩松动圈。基于数值模拟软件Flac 3D对试验所得松动圈值进行验证,二者所得结果接近,验证了试验结果的准确性。

中小型矿山无底柱分段崩落法结构参数优化

针对中小型地下冶金矿山产量不大、装备水平不高、矿岩松软破碎、地压大等采矿条件,进行采用无底柱分段崩落法开采时采场结构参数的优化。通过室内物理、数值模拟和现场工业试验,结合中小型矿山的特点,探索出合理的分段高度、进路间距、放矿步距等参数,以求达到技术上合理经济上最优。该研究成果在武钢金山店铁矿余华寺矿区的使用中取得了可观的经济效益,为其它类似的矿山探索出一条提高经济效益的好途径。

金山店铁矿东区崩落法开采岩层移动变形规律研究

根据金山店铁矿东区工程地质特点和开采技术条件,在空间几何形态和力学性态上,建立了具有较高仿真度的三维数值分析模型。利用西采区地下开采地表监测数据反演出矿岩体力学参数,以此对东区数值分析模型的矿岩和结构面力学参数进行赋值。分别按地下开采没有冒通地表和冒通地表2种模式计算了8个方案,预测了岩层移动角随开采深度的变化趋势,为土地征购和房屋搬迁提供了重要的依据。

钙质砂声发射特征的三轴试验研究

钙质砂在低应力水平下就会产生颗粒破碎,并伴随有明显的声发射。在不同围压下,对不同初始孔隙比和级配的南沙群岛永暑礁钙质砂进行室内三轴排水剪切试验,同时监测其声发射信号。试验发现:当围压增加或初始孔隙比减小时,钙质砂偏应力峰值逐渐增加,但在某一界限围压时,声发射活动出现最强,在某一界限孔隙比附近时,声发射活动出现最弱;对于级配较差的钙质砂,试验前期声发射活动较弱,其偏应力峰值较小。

采矿动压对采场巷道稳定性影响的研究

用无底柱分段崩落法开采处于不良工程地质(破碎、高地压)条件下的矿体时,采场巷道稳定性一直是制约生产发展的重大技术难题。在影响采场巷道稳定性的诸多因素中,除工程地质因素外,采矿动压也是一个非常重要的因素。以程潮铁矿为工程背景,采用现场应力应变监测和数值模拟等研究方法,分析了矿体退采、爆破震动和下盘围岩空间形态等采矿动压因素对无底柱分段崩落法下盘地压的影响,弄清了采场巷道地压规律、影响范围和峰值出现的位置。提出了采场巷道避免采矿动压影响的措施:改变和避开应力集中区、预加强支护和减少分段最大药量等,同时,对采准设计给出了一些建设性的意见。多年的实践表明,合理布置采准巷道,巷道能服务到本水平开采结束。

锦屏一级水电站边坡开挖爆破动力稳定性研究

采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,分4种工况对锦屏一级水电站坝肩高陡边坡开挖爆破的动力稳定性进行了数值模拟研究,采用质点振动速度和安全系数2个指标评价边坡的稳定性,重点研究了潜在滑体在开挖爆破过程中的安全。分析结果表明,受左岸岩体中发育的f5、f8等断层影响,在进行EL.1 910～1 885 m台阶开挖爆破时,边坡关键部位质点振动速度接近10 cm/s的允许值;在爆破动力影响下,使潜在滑体业已降低的静力安全系数进一步受影响,最小安全系数略大于施工安全系数1.15。提出了相应减振措施:每开挖一个台阶后须对潜在滑体进行系统锚索加固和坡面喷护,降低爆破规模和单段药量,实测结果表明,采取锚固支护后,边坡振动速度明显降低。

全球矿业发展趋势及采矿工程专业培养导向

新形势下,全球矿业正朝着五个方向发展:全球矿业掀起购置购并浪潮、资源重新整合;合同制采矿模式下的多种模式并存;矿山企业积极采用新技术研发新设备,努力提升自身竞争力;投资高风险与高回报并存;矿山企业管理迈入信息化时代。为了适应新形势下矿业对采矿工程技术人才的要求,对采矿工程专业培养方案提出了几点改进措施:围绕采矿学科构筑多元知识结构体系,把握矿业领域新技术发展脉搏;充实软科学知识,提升科学管理能力;开展多种模拟教学实践,培养学生判断与决策能力;夯实英语基础,扩展多种外语交际能力。

无底柱分段崩落法开采上覆岩层力学参数研究

受扰动的岩体力学参数是大型岩土工程设计和稳定性分析的基础与关键.本文采用地质力学分类法(RMR)、经验强度准则(GSI)、现场承压板试验与室内结构面强度试验等方法,综合确定金山店铁矿崩落法开采上覆岩层力学参数.并依据西Ⅰ采区工程地质、开采技术条件和岩体力学参数建立3DFLAC计算模型,验证岩层力学参数的可靠性.当开采到-141.5 m水平时,地表测点变形观测值与计算值在变化规律上一致,误差在允许范围内.因此,采用上述方法确定的岩体力学参数可以用于金山店铁矿东区地下开采的地表变形规律研究.

聚类分级和BP神经网络在自然崩落法矿岩可崩性分级中的应用

以矿岩RQD、RMQ和RMR值为基础进行矿岩可崩性聚类综合分级,解决了同一地质测段分级结果的不一致性,明确了可崩性级别;利用样本中易测评判指标建立矿岩可崩性BP神经网络分析模型进行矿岩可崩性分级,解决了用钻孔资料进行矿岩可崩性分级精度不高的问题。程潮铁矿自然崩落法试验区段的矿岩可崩性分级表明矿岩可崩性属于极易一中等崩落,与生产实际相符,在生产中可应用该方法进行矿岩可崩性分级工作。

采用聚能爆破技术治理岩爆灾害的试验研究

岩爆是地下工程一大灾害,在应力集中的部位,采用爆破方法释放高地应力,可以有效降低岩爆灾害。聚能爆破具有用药量小、刻槽和成缝效果好的优点。结合锦屏二级水电站引水隧硐地下工程的岩爆问题,探讨了采用聚能爆破技术降低岩爆的可行性,并进行了浅孔和深孔聚能爆破的对比试验。研究表明,聚能爆破在高地应力条件下的成缝和刻槽效果较普通预裂爆破大为提高,采用聚能爆破技术降低岩爆灾害是可行的。

国内自然崩落法可崩性研究与应用现状

自然崩落法可崩性研究经历了从单因素到多因素、确定性向非确定性综合评价的发展过程。文中总结了矿岩可崩性评价方法和参评指标 ,及其在不同工程地质条件下的应用现状。我国自然崩落法可崩性研究实践表明 ,从硬岩。

粉状矿体无底柱分段崩落采矿法大结构参数研究

针对粉状矿体工程地质特征,采用理论分析、数值模拟、物理模拟和现场放矿试验验证的研究体系,得到粉矿地段无底柱分段崩落采矿法合理大结构参数为14m×16m×3.4m。经现场应用,回收率达86.47%,矿石贫化率为21.65%,取得了较好的经济效益。粉状矿体地段无底柱分段崩落采矿法大间距结构模型,总体变化趋势是,总回收率、纯矿石回收率随着放矿步距的增大而增大,而岩石混入率则随着放矿步距的增大而减小;回收指标受放矿步距影响显著,在设备铲装能力许可的条件下,还可以进一步加大步距0.4m左右,即放矿步距为3.8m。

保康白竹厚大磷矿床安全开采可行性研究

针对厚大、缓倾斜、顶板基本稳定的磷矿床,在使用房柱法开采过程中顶板容易跨冒的特点,本文探索性地提出了设置电耙底部结构、溜井振动放矿的房柱采矿方法.通过这些改进,将可以避免人员直接在较大的暴露空场下作业,减少安全事故的发生,同时盘区生产能力和回收率可以得到较大幅度的提高,电耙和窄轨电机车运输系统等常规设备的大量使用可以节省投资.

金鼎钨钼矿露天台阶深孔爆破参数优化

为解决金鼎钨钼矿生产中存在的大块率过高、根底残留等问题,通过力学实验研究、数值模拟和现场试验,对该露天台阶深孔爆破参数进行优化。通过常规三轴试验研究,得到了该矿岩力学参数和矿岩性质,确定其矿岩炸药单耗0.68 kg/m^3;运用ANSYS/LS-DYNA软件对爆破参数进行优化,以炮孔密集系数m为变量,通过比较坡底、坡顶有效应力与岩石的动抗拉强度,判断相应炮孔密集系数下矿岩的爆破效果。结果表明:当炮孔密集系数m=1.5时,坡底和坡顶岩石均被破坏,大块明显减少,振动危害也小,达到预期爆破效果。将优化后的爆破参数(孔径d=20 cm,炸药单耗q=0.68 kg/m^3,炮孔密集系数m=1.5,孔排距为600 cm×400 cm)应用于生产现场,爆破效果大为改善,大块率低于5%。可以为类似极硬岩矿山提供参考经验。

金山店铁矿崩落法过渡分段放矿指标优化研究

采用无底柱分段崩落法回采的矿山,在向大结构参数的转变过程中,正常布置的大结构参数不适用于过渡分段的放矿。根据金山店铁矿开采技术条件,采用图解法、物理模拟和现场放矿试验等研究方法,得到初始过渡分段合理的采场结构参数是14 m×16 m×3.4 m;在过渡分段的放矿中,通过采取截止品位的放矿制度、增加放矿步距、加强地测工作、提高爆破质量等技术措施,过渡分段回收率可以达到77.97%,过渡分段完成生产指标是可行的。

金山店铁矿东区张福山矿体地下开采对地表影响的探讨

本文用松胀理论计算了金山店铁矿东区地下开采对地表的影响，用塌落拱和松动圈理论进行了验算，意在探讨在使用不同的地下采矿方法的情况下，从－２００ｍ进行起采时地表的稳定性。

采空区稳定性评价的综合指数法

房柱法开采容易造成采空区失稳事故。考虑地质条件和开采技术条件因素在采空区灾害形成过程中的作用,利用综合指数方法建立了房柱法开采形成的采空区危险源的分级评判模型;根据某石膏矿具体情况,采用综合指数分级法对其大面积采空区失稳的危险性进行了综合评价,求解出用于评价该石膏矿空区失稳危险程度的综合指数W和危险性等级,并把该评价结果与基于二维离散单元法的数值计算模拟结果进行了对比分析。研究结果表明:该采空区稳定性评价方法评价结果与实际情况吻合较好。