高速铁路单线隧道Ⅳ级围岩台阶法施工参数选择

为研究隧道台阶法施工时不同台阶高度及长度对隧道变形的影响,以西十高铁秦岭马白山单线隧道为工程依托,采用三维有限元计算模型,对不同台阶高度和长度下围岩变形及初支结构稳定性的变化规律进行研究。结果表明:台阶高度对掌子面变形、塑性区分布、拱顶沉降及初支收敛有较大影响;不同台阶长度的掌子面纵向变形较小,随台阶长度增大,拱顶最大沉降量及初支收敛变形量逐渐增大,当台阶长度达到20 m后两者基本趋于稳定;Ⅳ级围岩地段,单线隧道台阶高度宜为6.5~8.0 m,综合考虑隧道施工机械设备排布情况,台阶长度取20~40 m较合适。隧道施工过程中,拱顶沉降、初支收敛等监测结果均满足施工安全要求,验证了研究结果的可行性,并可为相关工程台阶法施工提供参考。

黑岱沟露天煤矿综合开采工艺优化

为了充分发挥黑岱沟露天煤矿抛掷爆破—拉斗铲倒堆工艺优势,实现持续、稳定、高效开采。以工艺系统推进度一致为原则,建立了综合开采工艺生产能力与原煤产能关系模型。在此基础上,通过深入分析抛掷爆破台阶高度、拉斗铲扩展平台高度与原煤产能间的制约关系,建立了拉斗铲倒堆系统生产能力、抛掷爆破台阶高度、拉斗铲扩展平台高度与原煤产能关系模型,并以此保障抛掷爆破有效抛掷率、充分发挥抛掷爆破—拉斗铲倒堆工艺系统生产能力。结果表明:在抛掷爆破台阶高度45 m条件下,拉斗铲扩展平台高度13~16 m时,黑岱沟露天煤矿拉斗铲倒堆作业区可实现原煤产能2462万~2799万t/a,若南部500 m单斗—卡车作业区正常推进,全矿可实现原煤产能3400万t/a。

超大断面隧道软弱破碎围岩台阶法施工过程力学效应规律研究

超大断面软弱围岩隧道施工过程中,采用台阶法施工方案容易引起大面积塌方,但是可以有效缩短施工工期,从安全性的角度出发,台阶法施工特别是作为台阶法核心问题的台阶高度选择值得进一步分析。依托兰渝铁路两水隧道,采用三维数值仿真手段,分别建立台阶高度取H/3,H/2,2H/3和最大宽度处模型,模拟了铁路隧道在极软弱围岩中采用台阶法施工选择不同台阶高度的施工过程,对比不同台阶高度下隧道的拱顶沉降、水平收敛和掌子面挤出变形,揭示了台阶法施工过程中围岩力学效应的演化规律,并最终得出最优台阶高度,为工程施工提供参考。

台阶高度对露天矿爆破效果影响的三维有限元分析

采用三维有限单元法,研究了露天台阶爆破中不同台阶高度情况下岩体位移及炸药爆炸能量分布特点,讨论了台阶高度增大可能出现的生产爆破问题。结果表明:适当增加台阶高度,可以降低大块率,改善爆堆状况,提高露天矿山的劳动生产率,但可能出现根底。

露天煤矿的台阶高度对抛掷率的影响

以黑岱沟露天煤矿为例,在理论分析和现场实验的基础上,探讨台阶高度对抛掷爆破效果的影响。现场实验结果表明:爆堆最远抛距和抛掷率随台阶高度的增加而增大,爆堆形态也变得更平滑;随台阶高度的进一步增加,抛掷率增大的幅度逐渐减小。当炸药单耗q=0.70 kg/m3,台阶高度H>37 m时,随台阶高度的增大,抛掷率的提高不明显,甚至是停留在47%左右,此时单靠提高台阶高度来获取较高抛掷率的方法将受采场条件和钻采机械设备的限制。

控制爆破技术在场地平整施工中的应用

采用深孔和浅孔控制爆破技术对复杂环境下石方进行爆破开挖。根据爆破区域环境和工程特点,采用萨道夫斯基公式计算被保护民房所能允许的最大单段起爆药量,作为台阶高度和孔网参数设计的主要参考依据。同时对爆破振动进行现场监测,根据测试结果,对台阶高度、孔网参数和起爆规模进行调整,从而使爆破振动效应满足各被保护建筑物的要求,使爆破施工安全高效的进行。

露天矿台阶高度的优化

为确定不同开采设备条件下的露天矿合理台阶高度，通过试验研究建立了台阶高度与穿孔、爆破、铲装、运输、修养路、损失贫化、边帮结构、新水平准备之间关系的数学模型，并结合高台阶开采工艺，建立了矿山开采系统中的境界自动生成、模拟开采、生产剥采比优化、合理台阶高度决策数学模型，在此基础上，编制了确定台阶高度优化软件。利用该软件进行的南芬露天铁矿台阶高度优化表明，在采用该矿大型开采设备的情况下，采用１８ｍ高度台阶开采是合理的，技术、经济效益显著。

基于GA-SVM的露天矿抛掷爆破抛掷率预测

分析了高台阶抛掷爆破的机理过程,并从自然地质、爆破设计和人为操作3个角度出发,结合某矿区的实际开采情况,提取其中10个参数作为影响该矿区抛掷爆破效果的主要因素,以爆破领域中广泛接受的抛掷率作为抛掷爆破效果的评价因子,采用此矿区爆破生产中的实际数据建立了基于遗传算法优化的支持向量机模型GA-SVM。基于建立的GA-SVM模型,采用平均影响值(Mean Impact Value,MIV)作为评价标准,对各因素的影响程度进行了评定。结果表明:①GA-SVM模型能够比较快速、准确地根据此矿区的爆破设计参数预测出抛掷爆破的抛掷率,平均预测精度稳定在83.75%,与其他智能算法如BP,RBF,GRNN相比,GA-SVM具有更好的鲁棒性和更佳的预测精度。由于计算流程的统一性和预测方法的普适性,GA-SVM模型对于其他抛掷爆破参数(如最远抛距、松散系数等)也具有良好的外推性;②对于此露天矿区而言,在其自然因素(如岩性等)和爆破设计因素(如炸药类型、起爆顺序、装药结构等)已确定的情况下,台阶高度、炸药单耗与抛掷率正相关,且台阶高度比炸药单耗对抛掷率的影响更大;而最小抵抗线、坡面角和剖面宽对于抛掷率呈现负相关,其他影响因素对于此露天矿抛掷率的影响较弱。

基于产量目标的露天煤矿倒堆台阶高度优化研究

论文基于抛掷爆破弹道理论,以现场实测数据为基础,分析确定了有效抛掷率与倒堆台阶高度之间的关系。分析了拉斗铲作业参数对露天煤矿生产能力的影响,并结合倒堆台阶高度和有效抛掷率之间的关系,给出了抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺条件下露天煤矿生产能力的计算公式。提出黑岱沟露天煤矿在设备作业参数不变的情况下,生产能力与倒堆台阶高度的二次函数有关,如果产量要求在33Mt/a时,需调整倒堆台阶高度至37m以下,方能保证产量要求。

露天矿台阶高度与开采选别性的经济评价研究

开采选别性是指能够将矿石和废石选别开采的程度 ,它对矿山生产的经济效益有重要影响 ,对于低品位、高价值、品位变化大的矿床 ,这种影响尤其显著。对于露天开采 ,影响开采选别性的一个重要因素是台阶高度。引入机会成本的概念来定量描述由于达不到“完美选别”造成的经济损失 ,并基于统计学和地质统计学理论 ,建立露天矿台阶高度与机会成本的关系模型。应用这一模型可以从开采选别性角度对露天矿台阶高度进行经济评价 ,从而使台阶高度的确定更为科学。

基于矿岩运费的深凹露天矿合理台阶高度探讨

探讨了台阶高度对露天开采的影响，并以矿岩运输成本，运输道路的修建、维护费，台阶维护、清扫费的综合贴现值最小为原则，研究了台阶高度的合理值。

露天矿排土场段高及境界的优化

本文在分析露天矿运输功与运量、运距、线路状态等参数关系的基础上,提出并运用换算运距计算运输功,以最小功耗为目标,优化卡车运输排土场的段高和境界。特别是针对“地表受限”条件提出圈定排土场境界和排弃容量计算的方法。

基于贫化率控制的乌龙泉矿生产台阶矿石起采厚度研究

推导计算了3种爆破条件下矿石贫化率与台阶矿石起采厚度的关系式,根据矿石贫化率控制要求反算出最小台阶起采厚度,以台阶起采厚度作为爆破方案选择的依据,确保爆破后矿石贫化率达到要求。分析表明：控制贫化率一定时,最小台阶起采厚度随矿体倾角、采掘带宽度和剥离表土厚度增大而减小,随废石混入厚度增大而增大。当前乌龙泉矿生产中最小台阶起采厚度变化范围为4.91~10.13 m,根据台阶起采厚度选择最优的爆破方案可有效地控制贫化率,保证作业效率。

台阶高度与矿岩运输功含量的关系

本文分析了汽车运输露天矿矿岩运距的构成并给出了计算方法,论述了矿岩平均运输功含量及其与台阶高度的关系。研究结果表明,随着台阶高度的增加,采出矿岩平均运输功含量呈下降趋势。增加台阶高度对于降低采矿成本是有益的。

排土场边坡稳定性分析及台阶高度的确定

以某矿山为背景,利用3D-Mine矿业工程软件绘制出不同的台阶高度下的排土场排弃终了模型,切割出不同台阶高度(10,20,30 m)下的排土场安全系数计算剖面,再利用边坡安全性分析软件Slide进行计算分析,得出其安全系数分别为2.089、1.180、0.783,最终确定排土场的台阶高度为20 m是比较恰当的。实现了对排土场边坡稳定性的预知,可为对矿山排土场现场生产管理提供依据。

论深凹露天矿的台阶高度与运输功的关系

本文详细阐述了露天矿矿岩量的水平运输功、提升运输功、总运输功及它们之间的关系;通过利用计算机模拟技术,揭示了三者随台阶高度变化的关系;分析了运输功随台阶增高而减少的原因,认为深凹露天矿采用高台阶开采技术是有益的。

封闭式地面火炬多点射流火焰高度研究

采用CFD模拟与实验结合的方法,对地面火炬的多点射流火焰高度进行研究。搭建封闭式地面火炬小试实验装置,实验研究不同泄放量下的多点射流扩散火焰高度。建立封闭式地面火炬多点射流扩散燃烧过程数学模型,并对小试实验工况进行CFD模拟,模拟得到的地面火炬多点射流火焰高度与实验结果吻合良好,验证了数学模型的准确性。对某典型封闭式地面火炬进行CFD模拟,研究不同泄放量下的多点射流扩散火焰高度,结果表明:随着泄放量的增大,地面火炬火焰宽度增大,火焰高度变高;泄放量60 t/h时,出现火焰蹿出筒体的情况,应当制定相应的应急预案,以防止对周边人员及装置造成损伤。

高阶段采场充填体强度及稳定性研究

从胶结充填体在采空区所起的力学作用入手,借助于经验类比法和数学力学模型计算法,得出了能够满足井下采空区所需的胶结充填体强度的要求,为矿山充填配比设计提供了强度依据。同时也分析了暴露宽度与暴露高度对胶结充填体强度的影响关系,揭示具有稳定性的胶结充填体力学强度变化特性。结合安徽某铜矿的工业性试验情况进行了实例分析,从而验证了上述结论的合理性。

深凹露天矿高台阶开采新水平准备方法的探讨

以南芬露天矿现有的自然条件和装备水平为基础，提出了两种由１２ｍ台阶开采向上盘１８ｍ高台阶剥岩、下盘１２ｍ台阶采矿的开采过渡方案，两方案的平沟段高分别为１８ｍ和１２ｍ，通过新水平准备工程量和准备时间的计算比较，结果表明平沟段高为１８ｍ的方案较优。

多目标模糊决策在台阶高度优化中的应用

针对多个评价指标的矿山开采工艺参数确定问题 ,进行了多目标模糊决策方法在露天矿台阶高度优化中的应用研究 ,应用结果表明 。