基于Mathews稳定性图解法的某矿山空场采矿法优化

根据某矿山的工程地质条件,结合现有采矿方法,通过Mathews稳定性图解法,得出了稳定状态和崩落状态下的采场长度、极限宽度、暴露面积,从而进行采矿方法结构优化,初步确定了采场结构参数;采用Flac 3D软件对优化后的采矿方法进行数值模拟,对优化的采场结构参数进行了验证。现场工程应用表明:采用优化后的采矿方法,采矿损失率由24.72%降低至17.30%,矿石贫化率由16.91%降低至12.25%,生产能力由400 t/d提高至420 t/d,效果显著,可在同类型矿山中推广应用。

基于拓展的Mathews稳定图法和数值模拟的采空区稳定性分析

某铅锌矿经多年开采遗留下一些未处理采空区,为进行后续开采,现需对采空区进行稳定性研究。通过拓展的Mathews稳定图法、FLAC3D数值模拟软件进行研究,并基于Mathews稳定图法分析暴露时间对采空区稳定性的影响。以矿山三个未处理采空区作为研究对象,利用RMR和Q′值进行岩体质量分级,根据获得的岩体力学参数,使用增加了稳定性等概率线的Mathews稳定图,计算出采空区顶板及上盘的稳定性及稳定概率;计算考虑暴露时间的采空区稳定性概率,进行比较;利用FLAC3D数值模拟软件对采空区进行稳定性数值模拟分析,并与Mathews合成图得出的结果进行对比。结果表明:综合Mathews稳定图法和FLAC3D数值模拟,6204采空区顶板评价结果为不稳定,其他采空面均为稳定;随着暴露时间的增加,采空区稳定性随之降低,且对岩性较差的采空区有较大影响;拓展的Mathews稳定图法与数值模拟可以相互验证,综合分析采空区的稳定性。

基于Mathews图解法的采场围岩稳定性分析

针对国内某铜矿急倾斜中厚矿体采场的结构参数、矿体产状和赋存条件,采用Mathews稳定性图解方法分析了该矿-445 m中段1'03采场顶板、矿柱侧帮和围岩的稳定性,为采场结构参数设计优化提供了可靠的依据。

刚性桩复合地基稳定性计算及其图解法

刚性桩复合地基支承路堤的稳定性评价是近年来研究的热点和难点问题。本文首先从刚性桩复合地基的承载特性出发,仅考虑其竖向支承作用对路堤的稳定性贡献,通过计算桩和桩间土的荷载分担比,进而基于路堤折减荷载原理将刚性桩复合地基支承路堤的稳定性问题转化为折减路堤荷载下天然地基的稳定性问题;其次,将折减荷载后的路堤边坡视为双层土质边坡,以极限分析上限定理为框架,推导双层土质路堤边坡两段对数螺旋线滑面破坏机制下的外力功率及内部耗散功率的解析表达式,结合最优化方法与强度折减技术,藉此提出了基于折减荷载原理的刚性桩复合地基支撑路堤稳定性的快速计算方法,并基于某一具体算例将其与其他方法进行对比,验证该方法的合理性;最后,提出一种适用于路堤稳定性分析的图解法,并依托不同路堤填土工况介绍了该图解法的使用步骤与方法。研究成果为刚性桩支承路堤的稳定性计算提供了一种新的思路和理论支撑。

基于Mathews图解法的采空区稳定性分析

影响采空区危险性的因素诸多并且复杂性高,甚至部分因素具有一定的模糊性。为方便、快捷地对采空区稳定性进行分析,简化危险性影响因素,以湖南某钨矿为研究背景,基于Mathews稳定性图解法理论模型,对不同中段的采空区稳定性进行了理论计算,并依据矿山采空区现状,采用数值模拟法分析了当前采空区下各区域的主应力、位移和塑性区的分布,评估当前状态下主采空区的稳定状态。分析结果表明:12个采空区中,CH5号、CH6号、CH8号以及CH12号采空区以及顶板围岩均处于稳定过渡区,采场整体稳定性一般;而CH9号、CH10号采空区则处于支护区,采场顶板的稳定性较差,有发生局部垮落、失稳的可能性;分析结果与矿山实际情况相符合,据此可对空区危险性进行前期预判,降低空区治理费用与安全风险度。

黄土边坡稳定性图解法

针对边坡稳定分析计算方法冗长繁琐、计算量大以及已有图表解法仍需试算等不足，考虑到影响黄土边坡稳定的主要因素，如岩性、地形、地下水条件、坡体含水量以及地震烈度等，采用简化毕晓普法并归化其计算式为无因次方程，借助计算机及边坡稳定分析程序，获得了简捷明快、使用方便的稳定分析图。同时，在大量系统计算的基础上，分析了地震烈度、强度指标、孔隙水压力系数等参数对危险滑面及稳定曲线位置的影响。结果表明，滑坡范围随地震烈度、孔隙水压力、粘聚力的增大而增大，随土体内摩擦角的增大而减小。

再生型切削颤振稳定性极限的图解法

分析了再生型切削颤振的稳定性极限 ,并提出一种简单的确定稳定性曲线的图解法 ,这种图解法对于分析系统的稳定性更具有直观性 。

均质土坡稳定性分析的图解法探究

在边坡稳定性分析中,极限平衡方法是以安全系数Fs作为判别标准,而现有确定安全系数的方法需要复杂的迭代计算,不能快速地确定不同工况的安全系数。基于极限平衡Spencer法与有限元的强度折减法,建立一种快速的初步确定边坡稳定性安全系数的方法,该方法可以弥补计算复杂和判断失准的缺点。首先,在考虑天然条件、地下水条件和地震烈度等主要因素情况下,利用计算机中的Spencer(1967)边坡稳定性分析程序中的切片编码方法,得到非线性破坏包络线稳定性分析图,对非线性边坡破坏包络线进行了详细分析。其次,通过试验数据,分析地震烈度、孔隙水压力系数等对安全系数的影响。结果表明,利用非线性破坏包络线建立的稳定分析图能快速准确地确立边坡的安全系数。

基于Mathews法与Midas/GTS的采空区稳定性分析

空场法回采矿产资源后形成的大量采空区群给托库孜巴依金矿的生产安全带来了严重威胁,因此有必要通过科学手段研判采空区的稳定性,为不同采空区的充填优先级提供理论依据。利用矿山数据和采空区扫描仪确定采空区的大小和形状。根据Mathews法计算出托库孜巴依金矿井下各个采空区稳定性指数N,得到采空区容许形状系数,通过对比实际形状系数与容许形状系数,确定采空区稳定性。结果表明,401、402下、403下、405、406、407、408、409、411、302-2、303等采空区实际形状系数大于容许形状系数,处于不稳定状态。通过Midas/GTS进行数值模拟研究,将采空区充填前后周围顶板及间柱的应力、位移及塑性区变化进行对比,结果表明,充填采空区可以明显改善采空区周围应力状态,减少围岩与覆岩的塑性区和竖向位移,尤其是使地表位移降为0。

机电传动系统稳定性的切线倾角准则及其图解法

在机电传动系统中,原动机的机械特性必须与生产机械的负载特性匹配合理,否则系统就不能安全稳定地运行。针对现有机电传动系统运行稳定性的判定方法存在着过程复杂和直观性差的缺点,运用解析几何的基本原理,提出了新的切线倾角准则。该准则所描述的机电传动系统稳定运行的充分条件是,原动机特性曲线n=(fTM)在平衡点处切线的倾角αMa必须大于生产机械等效负载特性曲线n=(fTL)在平衡点处切线的倾角αLa。切线倾角准则的概念清晰,直观性强,便于图解表达和应用。

白音诺尔铅锌矿下向中深孔分段空场采矿法稳定性分析

针对内蒙古白音诺尔铅锌矿采用下向中深孔分段空场采矿法存在的顶板暴露面积大、采空区高度高、回采过程中需在采空区上部作业的安全风险,采用采空区稳定性分析理论及数值模拟等方法,探究顶板安全厚度及采场稳定性。研究结果表明:当采场跨度为5~30 m时,采空区顶板安全厚度为4~15 m;根据Mathews稳定图及数值模拟分析结果,白音诺尔铅锌矿采场较为稳定,阶段高度50 m,分段高度13 m的采场结构参数及回采顺序较为合理。研究可为相似矿山安全生产提供一定参考。

玫瑰花图解法在公路边坡稳定性分析中的应用

以平遥—榆社高速公路PZ2合同段高边坡为例,运用玫瑰花图投影原理,清晰地展现出各种结构面、坡面及路线之间的角度关系,为分析基岩边坡的稳定性提供了有效的证据,实践证明玫瑰花图解法简单、有效且可行,值得推广。

某水库库岸稳定性预测

库岸稳定对水库蓄水后的安全和长期运行有重要影响,将常见库岸类型划分为基岩库岸、土质库岸、岩土混合库岸,探讨图解法和卡丘金法计算水库塌岸的结果差异,利用图解法对某水库塌岸进行预测。结果显示,随着距坝距离的增加,塌岸宽度先增加后减少,拟合曲线大致呈抛物线型,同时塌岸宽度大于100 m的严重塌岸贡献塌岸总方量的89%。该文的数据分析方法及研究成果对类似工程勘察设计、施工具有一定的借鉴意义。

边坡稳定图解法对黄土边坡稳定性的适用性讨论

针对各种各样的边坡稳定分析方法计算步骤繁琐、计算量大,边坡失稳防治滞后性的问题,通过采用边坡稳定图解法对平朔安太堡露天矿排土场边坡的稳定性进行分析,得出了稳定系数远远大于1的结论,证明此模型不适用于例如安太堡排土场这样的大型黄土边坡。

基于Reissner厚板理论与Mathews稳定图的空场采矿法采场结构优化研究

优化空场采矿法采场结构可有效减少矿石的贫化与损失,并且对防止大规模地压活动发生具有重要作用。以大新锰矿急倾斜中厚矿体开采工程为背景,基于Reissner厚板理论,构建了顶柱四边固支的采场顶柱厚板模型,计算了在不同厚度下顶柱的采场极限暴露长度。设计了两种采场结构初步优化方案:加大预留顶柱厚度(方案Ⅰ);增设一条间柱(方案Ⅱ)。采用Mathews稳定图法,结合现场矿岩体结构面调查数据,分析了采场顶柱、上盘围岩与下盘围岩的稳定性,对比了稳定水力半径与真实水力半径的大小,确定了采场结构的最优方案。研究表明:顶柱厚度与极限暴露长度的关系为a=6.4h-8.35;方案Ⅰ的矿石的损失率与贫化率均高于方案Ⅱ,采场结构最优方案为方案Ⅱ。研究成果可为空场法采场结构优化提供一套完整的力学分析方法与一种矿岩稳定性评价方法。

基于Mathews图解法急倾斜采场暴露面冒落分析

针对地下矿山采场结构参数设计中常用方法未能将结构面对岩体的稳定性影响充分考虑等问题,以云南省某铁矿实际情况为基础,通过对矿山上盘围岩进行结构面调查和分析,并应用Mathews图解法对急倾斜采场暴露面冒落问题进行研究,计算得出采场巷道不稳定极限跨度为4.37 m,上盘不稳定暴露面积为366 m^2,可以对矿山采场现在出现的一些零星冒落现象做出合理解释。针对采场冒落现象,根据采空区缓冲垫层设计的经验公式,得出冒落垫层厚度为2.7 m的计算结果。研究结果在该矿山实际生产、采场参数优化方面存在一定的指导意义。

基于Mathews稳定图法的采空区稳定性评价

针对赤峰红岭铅锌矿多年开采遗留下的80个未处理的采空区问题,通过对该矿山工程地质调查、矿岩力学试验,获取了表征矿山岩体质量的多种指标.依据获取的矿岩力学指标,利用Mathews稳定图法计算出试验采空区的稳定数和水力半径,并通过重新绘制的Mathews稳定图和等概率图的合成图,评价出采空区的稳定性以及稳定概率.利用FLAC^(3D)对试验采空区进行数值模拟,结果与利用Mathews稳定图法评价的结果一致.对不稳定采空区进行了参数优化,并对不稳定采空区提出了支护措施.可通过该方法对红岭铅锌矿所有采空区进行评价,并可为类似矿山提供参考.

基于简化Bishop法的路基边坡稳定性图解法

开发编制了能自动进行最危险滑动面搜寻和最小安全系数计算的数值软件FREAME ,在此基础上绘制了基于简化Bishop法的路基边坡稳定性分析图 ,并用算例进行了验算。

基于扩展的Mathews稳定图法的采场稳定性评价及参数优化

为了分析大尺寸采场的稳定性并优化采场参数,对森鑫矿业三道桥铅锌矿试验采场进行了现场地质调查、地质编录、室内岩石力学试验等工作,得到了评价矿山岩体质量的多种基础指标。对试验采场矿岩进行了岩体质量分级,并估算了其岩体力学参数。根据取得的结果,利用扩展的Mathews稳定图法对试验采场在当前尺寸下的稳定性进行了分析,试验采场上盘的破坏概率较大,需要进行采场结构参数的优化。基于扩展的Mathews稳定图法对试验采场参数进行优化,利用理论法和数值模拟对优化的结果进行验证。验证的结果与利用扩展的Mathews稳定图法得出的结果一致,最终确定了试验采场需保留顶柱的安全厚度为7 m。

Mathews图解法和Q系统分类法在苍山铁矿采场参数优化的应用

苍山铁矿矿区内褶皱及断层较发育,部分区域矿岩较破碎,给矿山生产带来安全问题。根据苍山铁矿主要矿体地质特征,利用Mathews图解法对采场顶板和上盘稳定性进行分析,基于Q系统分级进行无支护跨度计算。在确保采场顶板稳定的前提下,计算出采场的最大无支护跨度不宜超过13 m。当采场宽度为13 m时,采场最大长度不超过80 m,可以保证采场顶板和上盘的稳定性;当采场长度小于12 m时,采场最大长度不超过100 m,可以保证采场顶板和上盘的稳定性。根据计算结果,苍山铁矿采用了采场跨度为12 m,长度不超过100 m,最大顶板暴露面积不超过1 200 m^(2)的采场布置方式。实际验证表明,采场顶板及上盘稳定性保持较好,未发生顶板冒落现象,采场生产能力和矿石回采率得到提高。