基于Bayes算法与数值模拟的缓倾斜破碎薄矿体采矿方法优选

为实现某锰矿顶板破碎低品位缓倾斜薄矿体安全高效经济开采,首先根据开采条件设计出5种技术可行的采矿方法,然后基于贝叶斯(Bayes)和蒙特卡洛(Monte Carlo)方法建立涵盖技术和经济共17项评价指标的采矿方法优选体系进行采矿方法优选。研究结果表明,浅孔进路V型掏槽后退/前进采矿法、中深孔进路V型掏槽/平行抛掷采矿法和浅孔接钎头斜向掏槽采矿法的综合得分依次为0.524、0.193、0.214、0.228和0.221,浅孔进路V型掏槽后退采矿法最优。最后采用MIDAS数值模拟对优选出的采矿方法的4种不同跨度采场的稳定性进行分析,其采场跨度12 m时可在采场稳定性和矿石回收率之间取得较好平衡。综合考虑技术、经济和安全指标的采矿方法及采场结构参数优化思路,可为该矿山选出安全高效采矿方案,并可供类似矿山参考借鉴。

大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理及效果研究

大跨度破碎岩体顶板采用预应力锚固支护,能最大程度地维持顶板围岩稳定,因此研究预应力锚固对大跨度破碎岩体顶板的支护机理及支护效果,对于保障破碎岩体下大跨度地下工程、露天大断面隧道工程的长期稳定性具有重要意义。对锚固后锚固体强度变化进行力学解析,剖析大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理,以云南金厂河多金属矿Ⅳ级破碎岩体大跨度顶板支护难题为工程背景,针对其支护方式建立数值模型进行分析,对FLAC3D软件中结构单元Cable的布置,设计新的三段式布置法,将预应力锚杆(索)在FLAC3D软件层面分为预紧段、自由段、锚固段分别赋予指定参数进行数值计算,建立3组不同支护方式的数值模拟方案对预应力锚固支护效果进行验证。结果表明:预应力锚固后,支护区域顶板受拉应力基本小于破碎岩体顶板抗拉强度,塑性区体积对比普通无预应力支护方案,下降比率达到61.95%,顶板Z方向垂直沉降量降低比率高达83.90%,预应力锚固范围内围岩得到了有效控制。

大跨度S形舞台升降台设计

针对大跨度S形舞台升降台设计中的难点进行分析,优选多组多点钢丝绳卷扬提升方式,采用双驱动系统同步驱动,并阐述多分段刚性传动轴的折线布置方法。结合工程实例提出经济、合理的设计方案,为此类设备的设计提供参考。

特高压直流直线塔断线荷载分析

导(地)线断线严重影响输电线路的安全运行。针对特高压直流线路的特点,采用ABAQUS软件建立了分裂导线连续档断线模型。通过有限元分析,求得V型绝缘子串的摆幅、冲击荷载以及各相导线的断线荷载。通过与断线荷载理论计算结果比较可知:我国现有线路规程关于断线荷载的取值是合理的,按规程设计线路在一定程度上能够抑制倒塔事故的发生。

缓倾斜破碎不连续矿体采空区稳定性分析

通过对白牛厂矿区的工程地质调查、矿岩力学性质试验,选取了表征矿山岩体工程质量的各种指标,获得了岩体工程分类结果——RMR值和Q值,并根据评分结果分别对井下采场安全跨度和采空区稳定时间进行了评价和预测。应用Mathews稳定图法中稳定数的计算方法,计算出各类岩石的稳定数,然后根据拟合的稳定数与形状因子间的函数关系,得到各类围岩采空区破坏时形状因子,以此计算出了采空区围岩发生破坏时的采场暴露面积。最后,针对矿山井下无支护或支护失效的现状,提出了相关解决方案。

围岩松动圈影响因素的数值模拟

采用大型计算软件ANSYS ,对矩形巷道的围岩松动圈进行数值计算 ,得出松动圈与其影响因素之间的定性及定量关系。指出地应力和围岩强度是松动圈的主要影响因素 ;虽然巷道跨度对松动圈影响较小 。

大跨越输电塔在线路断线作用下的动力响应

基于有限元程序ANSYS/LS-DYNA,分别建立以等效弹簧代替塔对线路作用的导线、地线模型和以等效弹簧代替线路对输电塔作用的直线塔模型。利用显式积分法对导线和地线的断线进行动力有限元仿真分析,并将悬垂点的纵线向支座动反力施加在直线塔上,分析导线、地线断线对直线塔的动力作用。该方法既考虑了塔和线的耦联作用,又避免了建立复杂的塔-线体系模型。研究表明,地线断线对输电塔的冲击作用较小,导线断线对输电塔的冲击作用较大。

利用断层断距设计一个水平联合开采两层煤的开拓方案

在山西晋煤集团阳城晋圣固隆煤业矿井开拓系统布置中,利用断层断距实现了一个水平开拓两个层煤,并从开拓方式、开采水平、巷道布置等方面进行矿井开采设计,充分发挥了单水平联合开拓的经济优势,为矿井节支增效奠定了坚实的基础,对今后新建矿井开拓方案的确定具有很大的借鉴意义。

超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构

大跨度或超大跨度建筑结构的主体一般为空间钢网格结构或索、杆、膜组成的张拉整体结构,这些结构体系均有其自身的设计理论和最佳的合理跨度。除考虑安全第一的因素外,又要做到造价低、施工周期短,是设计工作者需要认真思考的问题。作者以"安全、合理、先进、经济"的结构设计基本原则为基础,对"超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构"进行了开发性研究。对超大跨度预应力正交空间管桁架网格结构组成及基本要求、节点与支撑架构造、施工方法以及超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架网格结构屋盖设计及技术经济指标进行了周密的分析和论证。在遵循现行技术标准的基础上,将选中的超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构体系进行缩尺模型试验,通过理论分析、模型试验后转化为实际工程,并提出预应力空间钢网格结构新体系的优秀设计标准。

地下破碎矿体数值计算模型的构建及采场结构参数优化

以焦家金矿-390 m中段为试验采场,对采场进路跨度进行优化研究。通过现场观测、节理扫描、声波测试确定矿体的地质情况与力学特性,建立适合模拟破碎矿体的数值计算模型;利用Hoek-Brown强度准则与反分析手段确定计算参数,结合FLAC3D数值模拟对6种不同跨度的进路进行分析计算。研究结果表明:当采场进路跨度从3.5 m增加至6.5 m时,顶板的位移、塑性区体积随跨度增大而呈线性增加;当采场跨度大于7.5 m后,采场顶板的位移、塑性区体积随跨度增大而急剧增大,围岩进入塑性阶段;当-390 m中段进路跨度为7.5 m时,可以满足矿岩体的自稳要求,证明本文分析方法是正确而且可行的。

超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构(续)

大跨度或超大跨度建筑结构的主体一般为空间钢网格结构或索、杆、膜组成的张拉整体结构,这些结构体系均有其自身的设计理论和最佳的合理跨度。除考虑安全第一的因素外,节约成本、缩短工期、施工便捷,是设计工作者需要充分考虑的重要因素。作者以"安全、合理、先进、经济"的结构设计基本原则为基础,对"超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架钢网格结构"进行了开发性研究。从超大跨度预应力正交空间管桁架网格结构组成及基本要求、节点与支撑架构造、施工方法以及超大跨度下撑式部分折线预应力正交空间管桁架网格结构屋盖设计及技术经济指标进行了周密的分析和论证。通过分析计算、模型试验后转化为实际工程,并提出预应力空间钢网格结构新体系的优秀设计标准。

大跨度破碎顶板支护方案数值模拟分析及工程应用

为了解决金厂河多金属矿大跨度连续破碎顶板的支护技术难题,开展了矿区岩石力学试验和工程地质调查,获得了大直径深孔采场顶板的岩体质量分级。通过建立矿山典型开采区域的三维数值模型,开展了三种支护方案的数值模拟分析,确定了切顶硐室的“护顶矿壁+点柱”顶部结构布置形式和锚索—锚杆联合支护方案。结合现场应用表明,顶板区域支护后应力值比未支护时降低61.6%,顶板位移量降低了59.4%,大幅度提高了破碎顶板的安全性,保障了矿山安全高效回采,可为类似矿山采场顶板支护方案设计提供指导。

大跨度预应力钢筋混凝土折线形屋架吊装要点

内蒙古普拉特交通能源有限公司(包头)垃圾焚烧发电厂由八冶建设集团有限公司承建,其中原生态垃圾库、成品垃圾库屋架结构为预应力折线型钢筋混凝土屋架,车间屋架跨度为27m,屋脊距下弦高度为3.12m,屋架为现场预制,每榀屋架重14.57t,预制时为四榀叠打,共54榀。预应力钢筋混凝土折线形屋架现阶段施工中较为少见,施工工艺较为复杂,屋架几何尺寸大,纵向抗弯曲变形性能差,易断裂,现主要就屋架吊装做一简述。

梅山铁矿东南区破碎采场诱导冒落回采试验

梅山铁矿东南区破碎采场节理裂隙发育,矿岩稳固性较差,矿石回收率低,存在大量残矿。为了充分回收上部分段残矿,开展了诱导冒落回采试验研究。根据该区域的结构面调查和稳定性分级,-303和-318 m分段矿体稳定性分级处于不稳定-极不稳定范围,易冒落。基于拱形冒落的原理,分析了顶板围岩的受力状态,计算出引起回采空间顶板岩体破坏的持续冒落跨度为34.2 m。由此设计了诱导冒落法两步骤回采方式,先进行-303 m分段岩体诱导冒落,后进行-318 m分段冒落矿石的回收。为了减小炮孔的破坏程度,缩短-318 m分段回收分段炮孔的长度。设计在-303 m分段S5~S8正常回采进路中间补打加密进路。根据矿石的流动规律和残矿的空间位置,设计将-318 m分段S7和S8进路作为主堑沟回收巷道,S6和S9作为辅助回收巷道。根据现场回采试验,-303 m分段S5和S6进路视在回采率分别达到了151.18%和193.97%;-318 m分段S7和S8进路视在回采率分别达到了129.15%和134.05%,成效显著。

大断面巷道顶板失稳分析与控制技术

针对综放大断面巷道顶板松软破碎易诱发岩层离层膨胀,进而导致锚索拉断和诱发冒顶事故的现象,以20322综放工作面区段运输平巷顶板掘进期间大面积垮冒为研究背景,采用理论分析、数值模拟等方法,对巷道冒顶前矿压现象分析。研究结果表明:顶板结构失稳的主要原因是地质体破碎和锚索参数不合理,并提出了通过调整锚索支护参数增强顶支护结构的完整性和抵抗强度来控制松软厚煤顶的支护理念,在工业性实践中取得了良好的效果。

多次爆破对大跨度硐室围岩的损伤累积及松动圈范围研究

为探究多次爆破作用下,损伤累积效应对大跨度硐室围岩松动圈的影响规律,结合某大跨度硐室爆破工程,采用声波法和钻孔窥视法对其爆破开挖过程中硐室围岩松动圈进行监测,利用现场试验结果分析大跨度硐室围岩损伤累积及松动圈变化规律。结果表明:随着爆破次数的增加,超声波波速不断减小;围岩损伤值增大,但增长速率不断降低,最后逐渐趋于稳定。多次爆破作用后,硐室围岩松动圈半径由原来的2.8 m逐步扩大为3.2 m,且硐室顶部的松动圈对比边墙处较大。因此,在大跨度硐室施工中应重点考虑硐室顶部的围岩稳定性,且在围岩支护和安全防护时应充分考虑多次爆破造成的围岩损伤累积效应对围岩松动圈半径变化的影响。

面向装配序列规划的最小生成树方法

基于最小生成树的求解方法,提出了一种简单、直观、通用性强的装配序列规划新方法。根据图论的基本知识,建立零件连接图,从产品可装配性的角度分析了影响两零件间装配关系密切程度的因素,引入了装配关系密切值λ,对零件间装配关系的密切程度进行了量化评判,再通过运筹学中求解最小生成树问题的破圈法,对零件连接图中的圈进行破除,即消除每个圈中装配关系密切值最小的边,得到最大密切程度的装配体生成树,之后对装配体生成树进行干涉分析,剔除了大量的冗杂序列,从而得到既可行又最优的装配序列。最后通过实例验证了此方法的有效性。

基于可拓层次分析法求解最佳生成树

针对最小生树不唯一,如何选择最优的最小生成树的问题,提出了将破圈法和可拓层次分析法相结合的方法。首先,用破圈法求出一个最小生成树;其次,对连通图进行约化,得出约化图,标记固定边,求出换入边,用破圈法的思想求出全部的最小生成树;因最小生成树的结构不相同,节点之间的连接方式也不相同,最小生成树的选取就有了区别,最后,采用可拓层次分析法对全部最小生成树进行评价,从最小生成树的节点度为1的节点比例、聚类系数、平均路径长度、网络效率构造可拓判断矩阵,计算权重向量,进行层次单排序和层次总排序。以一个连通图为例,说明了该方法的步骤和可行性,得到了得分最高的最小生成树即为最佳生成树。

利用铁塔横担悬挂绝缘网进行不停电跨越110kV电力线施工

本文介绍了架空输电线路施工时利用跨越塔横担挂网对110kV电力线进行不停电跨越施工

破碎软岩顶板大跨度切眼支护技术研究

针对51103工作面切眼跨度大且顶板为破碎软岩的情况,为了确保切眼围岩稳定,采用工程类比法对切眼支护方案进行设计,并通过数值模拟技术对支护后切眼围岩受力及变形情况进行分析。分析发现,采用的切眼支护方案可提高围岩支护强度,顶板应力释放区内垂向应力有所降低、巷帮应力集中向深部位置转移且帮脚及帮肩位置应力集中范围有所减低。经现场应用后,切眼围岩稳定性较好,顶板离层量控制在30 mm以内,顶板及巷帮变形量均在允许值以内,可为综采设备安装、通风以及行人等创造良好条件。