深部回采矿柱稳定性影响因素分析及其应用

为研究深部回采过程中矿柱稳定性影响因素的敏感程度,在保证矿柱安全的前提下,科学设计合理的矿柱宽度至关重要。以黑良山磷矿为研究背景,分析深部回采矿柱承载机理、失稳形式和主要影响因素,运用普氏理论和BIENIAWSKI矿柱强度公式推导方形矿柱的安全系数计算公式。设计基于正交试验的极差分析法对矿柱稳定性影响因素的敏感性进行分析,并研究矿柱安全系数与主要影响因素之间的关系。结合黑良山磷矿工程实例,计算深部开采中矿柱的合理宽度。研究结果表明:对矿柱稳定性影响最显著的因素为矿柱宽度、矿房宽度和矿柱抗压强度;矿柱安全系数随矿柱宽度的增加呈幂函数递增,随矿房宽度的增加呈负指数递减,随矿柱抗压强度的增加呈线性函数递增;验证了所计算的深部开采中矿柱宽度的合理性,可为深部开采中矿柱合理宽度设计提供依据。

某铁矿挂帮矿开采对地表拦洪坝的影响

由于挂帮矿位于某铁矿东区拦洪坝水库附近,地表不允许塌陷,需要保证地表拦洪坝的安全,因此采用嗣后充填采矿方法对其进行开采。通过有限差分法对其进行数值模拟,在挂帮矿一号矿体、二号矿体、三号矿体不同开采情况下,分析地表的变形以及拦洪坝附近监测点的沉降情况。模拟结果表明,在开采拦洪坝下方的挂帮矿三号矿体时,地表变形范围增大,拦洪坝附近监测点沉降值急剧增加,可能会使裂隙进一步扩大,甚至威胁到拦洪坝的安全,诱发泥石流等地质灾害,建议拦洪坝附近禁止一切开采活动,挂帮矿二号矿体开采应严格按照开采设计要求进行。

基于未确知测度理论的地下金属矿山合理产能优选

基于未确知测度理论建立矿山合理产能优选模型,选择矿山合理产能最优方案。选取年利润等5个指标体系建立未确知测度模型,对可供选择的7个方案优选结果表明,最优方案为,矿山年产金属量15万t,年利润13.5亿元,年成本5.3亿元,全员生产率1650.6t/人,万吨通风量4.8m3/(万t·s),服务年限11a。所得结果同灰色局势决策优化方法评价结果一致,证明未确知测度理论评判方法可靠。

基于变权欧式距离的地下洞室岩体质量评价

通过对工程岩体分级标准适当地量化处理,得到新的相对等级距离标准,从而建立了新的岩体质量评价模型——变权欧式距离模型。应用该模型对岩体质量进行评价,能够准确地判断岩体的质量级别,同时能细化岩体处于岩体等级中的具体数值,为地下工程准确地判定岩体级别提了供参考。将变权欧式距离模型评价的结果与未确知测度理论模型和可拓方法评价的结果进行比较,基本一致,表明运用变权欧式距离模型对岩体质量进行评价有一定的合理性和科学适用性。

联井型巷道布置的三维数值模拟及掘进顺序优化

巷道掘进顺序是影响围岩稳定性的关键因素,运用有限元分析软件建立3个水平的局部巷道分布模型,上两水平巷道已掘进完毕,通过对第3水平采准巷道掘进及其不同掘进顺序下的围岩力学特性分析,为采准巷道的合理掘进提供参考,以便尽量减少因巷道掘进对围岩造成的不利影响。模拟结果表明,掘进顺序不同,交叉点的围岩应力分布情况及安全系数有明显的差别,间隔双条进路同时掘进对围岩扰动的影响最小。

基于决策树模型的岩爆烈度预测

综合分析了岩爆的主要影响因素,选取岩石应力系数σ_θ/σ_c、岩石脆性系数σ_c/σ_t和弹性能量指数Wet作为评价指标,采用决策树方法进行岩爆烈度预测。以国内外比较典型的32个岩石地下工程实例作为基础样本数据,结合ID3算法建立了判定岩爆烈度的决策树模型。再选取15个工程实例,运用建立好的决策树模型对其岩爆烈度进行分级,并与实际岩爆等级以及采用模糊灰关联法、距离判别法、ν-SVR算法的评判结果进行对比。结果表明,本文提出的决策树方法具有计算简单、准确可靠、预测效率高的特点。

无轨化开采技术在谦比希铜矿的应用与优化

谦比希铜矿西矿体采用全无轨化开采,达到了基建投资少、基建期短、投产快的目的。针对谦比希铜矿西矿体开采技术条件、无轨开拓运输及通风系统、无轨采矿工艺和采用全无轨化开采技术后存在的问题,提出了优化的改进方案,并结合国内外无轨开采技术现状指出了无轨开采技术今后的发展方向,可为其他类似矿山的开采提供一定的借鉴。

数字信息化及自动化智能采矿技术在地下矿山的应用与发展

数字信息化、自动化智能采矿是现代矿山的发展方向,不仅能提高矿山生产整体管理水平,而且能提高矿山综合效益。矿业发达国家矿山的数字信息化及自动化智能采矿技术发展已日益完善。本文介绍了国外几个典型矿山应用实践,阐述了地下矿山数字信息化、自动化智能采矿的关键技术,并对矿山数字信息化、自动化智能采矿提出了几点建议,可为矿山数字化,信息化同,智能化建设提供参考。

基于固液耦合模型的塌陷区挂帮矿开采可行性分析

随着采选技术的进步,为了尽可能多的回收国家有用资源,需要对某铁矿塌陷区挂帮矿进行回收,而部分挂帮矿位于某铁矿东区拦洪坝水库附近,地表不允许塌陷,需要保证地表拦洪坝和某铁矿主采区的的安全,因此需要对其开采可行性进行分析。本文建立固液耦合模型,通过计算机进行数值模拟,分析开采过程中的应力、位移和安全系数情况。模拟结果表明,该部分挂帮矿体的开采,可能会导致地表水体与地下采场贯通,使水库中的水流向某铁矿主采区,影响主采区的安全生产,因此建议拦洪坝附近禁止一切开采活动,对该部分的矿体不予回收。

基于GM(1,1)模型的地表拦洪坝沉降预测

地表拦洪坝不均匀沉降可严重影响拦洪坝水库的安全,给矿山带来安全隐患,因此合理预测地表拦洪坝水库的沉降值,对矿山安全生产具有重要的意义。运用灰色理论的GM(1,1)模型对拦洪坝附近监测点累积沉降值进行预测,并与实际监测数据对比,结果表明,该模型在地表拦洪坝沉降值预测中有一定的适用性和科学合理性。运用该模型对监测点6~9月份的沉降值进行预测,得到拦洪坝监测点沉降值的趋势,对矿山安全生产具有一定的指导意义。

不同巷道支护方式的数值模拟分析

利用数值模拟软件建立了某磁铁矿岩体在不同地应力条件下的巷道支护方式模型,分析了其巷道变形及应力分布变化情况,指导矿山井下巷道支护。同时为了更好满足支护要求,引入了锚喷加锚杆联系链的支护方式,数值模拟结果与现场实测数据对比表明,锚喷加锚杆联系链的支护方式对巷道的稳定性更为有利。

基于环管实验的膏体流变特性及影响因素

为研究膏体的流变特性与影响因素,自主设计研发小型膏体环管实验平台,测试不同工况条件下膏体管道输送的τw-dv/dr流动曲线,并采用Hershel-Bulkey模型(简称H-B模型)进行回归分析,获得膏体管道输送的流变参数,分析水泥掺量、尾砂颗粒粒径及料浆质量分数对膏体屈服应力τ0、塑性黏度μ的影响。研究结果表明:膏体流变模型属于n<1,τ0>0屈服伪塑性体,用H-B模型描述更为精确,其屈服应力τ0和塑性黏度μ都随着膏体料浆的质量分数增加呈指数增加,随着水泥掺量的增加先增大后降低;膏体料浆质量分数一定的情况下,构成膏体的尾砂粒径越细,屈服应力越大,与尾砂的比表面积呈幂指数关系。

低强度相似材料参数敏感性正交试验研究

用相似模拟试验进行低强度相似材料参数敏感性试验,选择铁矿粉、重晶石粉、砂及石膏用量4因素5水平进行正交试验。结果表明,铁矿粉和石膏用量分别对相似材料的容重和抗压强度有显著影响,随铁矿粉用量增大,相似材料容重呈增大趋势,随石膏用量增大,相似材料抗压强度逐渐增大;模拟铁矿体合理配比为:m(重晶石)∶m(铁矿粉)∶m(砂)∶m(石膏)=21∶78∶40∶8。

某矿区工程稳定性分级方法及其在巷道支护中的应用

建立了某矿区工程稳定性分级的数值模型,据数值计算结果中的安全系数分级得出了该矿区-430m水平的安全系数分级区域图;运用RMR分级和Q分级2种方法对该矿区-430 m水平进行分级,综合2种分级结果,得出了该水平的岩体分级区域图。将-430 m水平的安全系数分级区域图与该水平的综合岩体分级区域图叠加得出了该水平的工程稳定性分级,同时制定了相应工程稳定性分级下的巷道支护方法,为井下巷道的正确支护提供了依据。

浅析采矿工程实验室的建设与管理

采矿工程是一门应用性较强的工程学科,对采矿工程专业学生的实践能力和创新能力要求较高,为强化采矿工程实验室在学生培养中的服务效果。从教学、科研、设备管理及服务对象四方面分析了采矿工程实验室建设和管理中存在的问题,论述了采矿工程专业实验室建设的必要性及采矿工程实验室建设的现状。从教学、科研实验室的建设、实验室开放运行模式、实验室队伍建设及校企合作等方面提出了采矿工程专业实验室建设与改革的有效对策,为我国采矿工程类院校的实验室建设与管理提供一定的借鉴。

基于安全系数评价的某矿回采顺序优化分析及高应力控制

综合考虑矿体分布、生产任务要求、回采作业条件,结合现场实际制定了4种回采方案。依据地质资料和现场调研情况建立数值模型并对4种回采方案进行模拟研究,结果表明回采方案二最优。不过随着回采作业继续向深部推进,虽然对于所研究水平方案二继续保持整体的优势,但在局部区域表现出了劣势,说明回采方案在向下水平推进的过程中需要继续优化,以此确保回采方案最优。考虑到2区矿体高应力,制定了同时考虑矿体厚大部分和高应力的3种回采方案,模拟结果表明,方案一最优。针对回采过程中出现的高应力采取了相应的措施。

某铁矿安全系数分级及其在巷道支护中的应用

利用数值模拟软件建立采区的数值模型,得出所研究水平的采场安全系数分布图,将安全系数划分为不同级别,在不同的安全系数分级级别下制定相应的巷道支护方案,为井下巷道支护选择提供参考。

程潮铁矿岩体分级及其在巷道支护中的应用

通过RMR和Q 2种岩体分级方法对程潮铁矿进行了岩体分级,将2种分级结果比较得出了综合的岩体分级结果,并将岩体分级结果应用到该矿的-430 m水平,以此绘制了-430 m水平的岩体分级区域图,为巷道支护方法的选择提供了有效参考。

基于密切值法模型在爆破方案优选中的应用

针对矿山爆破方案优选的多目标决策问题,选取每米成本、每班进尺、工作环境、安全性以及施工难易程度5个评价指标,建立了密切值法评价模型,并将其用于矿山的爆破方案评价,评价结果显示深孔全断面一次起爆的爆破方案最优,最利于矿山安全高效生产。将基于密切值法评价模型的结果与灰色关联分析、模糊物元模型的爆破方案评价结果进行对比,结果证实基于密切值法的评价模型是一种可靠、有效的爆破方案优选模型,该评价方法不仅具有简单易行、结果直观准确、可操作性强等优点,而且采用线性加权确定的综合权重来建立密切值法模型使评价结果更具有科学性。

复杂地质条件下锚杆联系链的围岩锚固机理探讨

介绍一种与锚杆联合使用的锚杆联系链及其组合支护方式,重点研究其围岩锚固机理,采用数值模拟和现场试验的方法对锚杆联系链组合支护效果进行分析。结果表明,锚杆联系链、锚杆和混凝土喷层三者之间的有机结合提高了围岩的自支撑能力;锚杆联系链组合支护具有作业时间短、安装方便、结构简单、成本低等优点;在兼具喷锚网支护优点的同时,锚杆联系链组合支护也弥补了喷锚网支护的不足,是对矿山现行支护方式的补充和改进。