地下铝土矿山顶板稳定性分析及事故预防管理

准确划分巷道围岩等级类别是评价地下工程安全与稳定性的基础。针对山西省吕梁市兴县地下铝土矿山巷道冒顶问题,结合现场勘探与工程实测,从巷道顶板岩性、岩石结构及其坚固性系数分析入手,划分并制定了五级标准顶板和五级围岩稳定性分类。在此基础上,通过深入分析巷道变形破坏特征,针对性制定出了五级围岩对应的支护方案;阐述并提出了地下铝土矿山井巷顶板管理办法,指出在管理方面应从制度建设、危险源辨识与隐患排查、教育培训、流程管理、应急处置五个方面进行细化分析,以形成全流程、全链条的顶板闭环管理模式。研究成果可为铝土矿山巷道围岩稳定性分析和工程事故预防提供理论依据和工程应用价值。

动力扰动下深部围岩巷道破坏规律研究

为了解决高地应力下深部围岩失稳、破损难控制的问题,利用数值模拟软件对动载扰动下巷道围岩变形情况进行研究,发现随着时间的增长,巷道围岩变形呈现逐步增大的趋势,巷道拱顶率先出现位移变形,其次是左帮。同时对扰动强度对裂缝数量及裂纹类型进行分析,发现扰动强度的大小对裂纹断裂形式并无较大影响,只对裂纹数量有影响。

基于大型隧道围岩相似材料的配制方法研究

【目的】通过分析国内研究成果调研公路隧道大型模型试验的相似材料配比,针对大型隧道围岩相似材料的配制方法展开研究。研究出一种由重晶石粉、石英砂、白水泥、铁粉、硅油和水组成的液固耦合相似材料。【方法】通过室内实验探究不同配比对材料各种物理性质和水理性的影响,并且确定了液固耦合相似材料的具体配比结果。【结果】实验结果表明,在材料成分含量不变的情况下,白水泥的含量增加会大幅度降低材料的渗透系数,胶结剂会明显地影响材料的弹性模量和抗压强度。此外,随着材料中重晶石粉与白水泥的比例逐渐增加,试验材料的抗压强度会逐渐提高,但是当材料中重晶石粉与白水泥的含量达到一定含量时,材料的抗压强度可能略微降低。在一定范围内增加重晶石粉与白水泥的比例可以提高材料的弹性模量。抗剪强度受硅油影响明显。【结论】液固耦合相似材料能够模拟不同强度具有不同渗透性的岩体材料,是一种理想的相似模拟材料。

护盾式TBM抱盾现象的形成机制与预测

主要针对护盾式TBM法施工隧洞掘进过程中发生的“洞抱盾”问题进行研究,分析了围岩变形等因素造成TBM抱盾的成生机制,提出了预测方法与风险评估思路,用于前期勘察设计阶段的TBM抱盾卡机预测和评价。

迈步式吸能支架-巷道围岩系统动力响应数值分析

为防止吸能支架与冲击地压引起的围岩发生共振,提高巷道支护围岩体系的安全性。采用理论分析和数值模拟方法,建立吸能支架-巷道围岩系统模型,考虑初始应力条件,通过在巷道上方施加简谐激励以模拟动载作用,研究在不同动载频率下吸能支架动力响应规律。研究结果表明:当外界扰动频率接近系统固有频率时,会发生共振现象。动载作用下,吸能支架最大位移发生在顶梁,而顶梁位移分布呈中间大两端小趋势,应力分布呈中间高两边低趋势;靠近顶板和靠近动载源处的围岩的加速度幅值较大。动载频率为吸能支架固有频率时,立柱的振动频率与围岩振动频率相差较小。研究结果为动载作用下巷道围岩控制提供有益参考。

西北地区盆山构造演化及其控煤作用分析

通过对中新生界的地层完整性、不整合分布与类型变化、沉积建造三方面的系统对比分析,在构造层序划分基础上,重点论述了西北地区中新生代盆山构造演化及其控煤作用。认为,西北地区盆山构造格局历经多期构造运动后快速定型于喜山运动中晚期。西北地区中新生代构造演化受控于南部各板块的依次北向多期碰撞,地层缺失和不整合的向南增加是南部构造挤压远、近程效应下的被动响应。印支运动期"围裹型"和"夹板型"盆地在规模级次和构造形态上的显著分异奠定了煤炭空间分布和构造变形分异的基础。高峰聚煤事件发生于构造引张–弱挤压下盆山"趋同"演化"广盆"发育阶段,"围裹型"和"夹板型"盆地的煤炭资源分别呈环状、线状分布于盆山过渡斜坡带。"围裹型盆地"煤系变形的"向心"环状分异和"夹板型盆地"煤系变形的"向轴"带状分异的主因是挤压能量从盆缘向盆内的逐级递减。

2016年11-12月北京及周边重污染过程PM_(2.5)特征

该文对2016年11—12月北京及周边地区不同站点重污染期间PM_(2.5)质量浓度变化特征进行分析,并结合地面和探空气象要素及化学组分等对重污染成因进行深入探讨,比较了其中两次持续3 d及以上重污染过程的异同。结果表明:重污染期间北京及周边地区PM_(2.5)质量浓度较高,北京上甸子站、顺义站、朝阳站的PM_(2.5)质量浓度分别为73. 1,130. 8,226.0μg·m^(-3),河北保定站和石家庄站分别为357.8μg·m^(-3)和346. 9μg·m^(-3)。12月17-21日重污染过程比11月3-5日持续时间更长且PM_(2.5)质量浓度更高。通过对11—12月所有重污染过程分析发现,北京颗粒物重污染发生的主要气象条件是静稳天气。在排放源相对稳定情况下,逆温层的结构、演变和持续时间决定了重污染的程度,其中污染持续时间和污染期间的主导逆温层类型演变对重污染程度有较好的指示作用。较低的水平风速、逆温层的持续出现及更多的燃煤和机动车尾气排放是12月17-21日污染偏重的原因。

新型注浆材料综合锚注治理大巷底鼓技术

针对寺河矿二号井15号煤层3条大巷围岩破碎、底鼓量大且持续变形的问题,通过理论分析、钻孔窥视等方法分析了巷道底鼓的原因,得出了其是由重复采动、支护方式不当等多因素综合作用的结果。在治理措施方面重视“时效”理念,要求支护措施快速发挥作用,防止围岩出现非稳态蠕变引发持续性的变形甚至破坏,在本质上改善围岩松散软弱状况,形成良好的传力机制。基于此支护对策,研发了新型CDKS快凝注浆材料,其5~15 min便可固化,8 h便达到理论强度的80%,并且提出了针对两帮、底角及底板的综合锚注治理措施。工程实践表明：对3条大巷锚注施工后,在变形最严重的151101巷40 d平均底鼓量及两帮平均移近量分别为47、56 mm,且均已趋于稳定。对巷道扩帮、拉底后进行综合锚注,能够以较快速度控制围岩变形,证明了该方法的合理性。

山东省平邑县归来庄金矿深部及外围地质特征及找矿前景分析

归来庄金矿床是目前鲁西地区发现的规模最大的金矿床,金矿化类型主要为脉状构造——隐爆角砾岩型。继1994年提交归来庄勘探报告后,山东省鲁南地质工程勘察院针对归来庄金矿床深部先后开展了普查—详查评价工作,扩大了归来庄主矿体的规模、发现了似层状碳酸盐岩型金矿体,并且进一步证实归来庄主矿体沿构造蚀变带向深部尚未封闭。该文通过建立该区矿床组合模型来指导找矿工作,提出下步归来庄金矿床深部找矿仍以寻找隐爆角砾岩型为主、似层状碳酸盐岩型等其他类型为辅,同时兼顾归来庄金矿外围"一带多区"地段,有望实现鲁西铜石地区找矿新突破。

钻孔综合测试在判别岩体完整程度上的应用

通过对各钻孔采集的全景图像资料进行分析,区分岩体中不同的结构面与裂隙,确定裂隙的产状及发育程度,再结合声波波速测试数据,将全景图像中的裂隙与声波波速进行统计、对比,能够较好地排除因开挖或钻孔取芯过程中卸荷、机械扰动等对岩体的影响,更加真实地反映围岩的地质情况。

城市周边地区侵蚀景观分布特征的分析——以山西省的建制市为例

根据距离反比模型，对山西省２０个城市周边地区侵蚀景观因子面积分布系数和空间分布变差函数进行了计算。结果表明，在大多数城市周边地区，各侵蚀景观因子都有一种类型（或级别），其面积分布系数较大，居支配地位。同时，各侵蚀景观因子在城市周边地区分布相对比较均匀，一维变差函数值较小。据侵蚀景观因子面积分布系数和空间变差函数，可将城市周边地区各侵蚀景观因子的空间分布模式分为均匀支配型、均匀非支配型、不均匀支配型和不均匀非支配型等４种类型。

双堤掩护式内航道的水沙运动和淤积计算

为研究双堤掩护下水沙运动规律,简化内航道淤积计算,以水流连续方程和泥沙运动方程为基础,通过解析求解,得出了双堤掩护下水域的泥沙运动特点,导出了掩护式内航道的淤积计算的公式,考虑因素全面,方法简单实用,可供科研和设计应用。

巷道围岩弱结构灾变失稳与破坏区域形态的奇异性

巷道围岩复合结构在矿井工程应力的作用下呈现复杂的、非均衡的变形破坏现象,围岩弱结构对巷道围岩破坏区域发育形态、结构变形破坏演变过程以及围岩稳定性等具有重大影响。按照复合结构特征与工程应力环境,将围岩弱结构分为岩性弱结构、几何弱结构和应力弱结构三大类别,主要有11种弱结构形式。巷道围岩弱结构变形破坏具有灾变失稳效应,即首先从弱结构部位发生破坏,其进一步扩展将导致围岩整体灾变失稳与支护体失效。探地雷达井下探测表明,巷道围岩弱结构破坏区域发育形态具有多样性和奇异性,在岩性差异较大的岩层界面上会发生奇异性变化,弱结构起着主控作用。提高弱结构部位的支护强度,实行非均称支护,可以有效地控制弱结构变形破坏的扩展及灾变失稳,具有控制围岩整体稳定性的特效。

普立特大桥隧道式锚碇围岩系统的变形规律及破坏机制

针对普立特大桥普立岸隧道式锚碇围岩系统的变形规律及破坏机制问题,采用有限差分法对其进行三维弹塑性模拟,分析了随着荷载的增加系统的塑性区、位移及应力的发展情况.数值结果表明:1设计缆力时,锚碇-围岩系统的位移均维持在mm级;继续加载,锚碇和周围岩体的位移形成的驼峰逐渐明显;至极限状态时,根据锚碇围岩的位移矢量图可勾勒出围岩的破坏范围,其中锚碇上、下部围岩的破坏范围分别为锚碇后锚面宽度的1.1倍和0.5倍;2系统在设计缆力下具有足够的安全稳定性,加载至8倍缆力时,锚碇的环向和径向的围岩塑性区均达到贯通,加载至极限状态时,锚碇周围岩体的塑性区分布形态呈倒塞体状;3根据监测点的位移变化、锚碇围岩塑性区分布及应力扩展情况得到,系统的破坏由锚碇带动周边部分岩体发生整体拉-剪破坏.

梯形巷道围岩散热有限体积法分析

为研究梯形巷道围岩散热的特点,依据能量守恒定律,建立二维非稳态导热积分方程,运用有限体积法分别建立内部节点和边界节点的热平衡方程,采用VB语言编写围岩温度场及散热量数值计算程序,并通过一个实例进行数值分析.研究结果表明:初始暴露的巷道围岩,围岩壁面温差大,温度梯度大,即围岩散热量也比较大;随着通风时间的延长,围岩浅部区域的温度逐渐接近于风流温度,散热量逐渐衰减,并且衰减幅度逐渐的减小.

低地应力区地下洞室围岩变形破坏基本类型及其特征研究

本文以西北地区某市水利工程为例,对低地应力状态下洞室围岩变形破坏类型及其特征进行了研究,提出了低地应力区洞室围岩变形破坏的三种基本类型,即洞顶自重掉落石块型、拱顶横向拉张塌落型和侧壁切向挤压滑落型。这对进一步研究低地应力状态下洞室围岩变形破坏机理,以及围岩稳定治理方案的实施具有理论价值和实际意义。

建筑工地工具式墩、板组合围墙的研制与应用

讨论了我国目前建筑工程施工对环境的影响,详细阐述了工具式墩、板组合围墙对节约矿产资源、保护环境所产生的经济效益和社会效益;同时也对围墙的组成、构造、抗风力、抗倾覆进行了计算;还对其机械准备、制作、安装、拆除、运输等方法进行了介绍。

28W环绕式高密度注入波导激光器

报道了一种新型结构形式的环绕式高密度注入波导激光器原理样机。采用环绕式高密度侧面注入技术,利用经过特殊工艺处理的裸增益光纤,当注入泵浦功率320 W时,获得了最高输出功率为28 W的连续激光,斜率效率20%,中心波长1080nm。结果表明,环绕式高密度注入波导结构形式是可行的,且输出功率和斜率效率具有较大的提升空间。

巷道围岩类型模式识别的物元模型

基于物元分析理论 ,提出了一种巷道围岩类型模式识别的物元模型 ,实例验证表明该模型具有方法简单有效、结果可靠等特点 ,同时也为其它事物的模式识别开辟了一条新的途径。

丹巴水电站引水隧洞开挖洞型洞距优化及围岩变形规律研究

基于横观各向同性及理想弹塑性模型,应用FLAC3D软件,针对引水隧洞开展不同开挖洞型(圆型、城门洞型、四心圆马蹄型和平底马蹄型)的数值模拟分析,得出圆型开挖断面为最优断面;基于洞径为16 m的圆型开挖断面,分析得到,在保证隧洞不会因邻洞局部失稳而导致隧洞群整体失稳破坏情况下,相邻开挖隧洞允许的极限安全间距为45 m;最后,选定600、800、1 000和1 200 m埋深下模拟探洞实测情况,得到洞径为16 m的圆型断面,在掌子面上下半部分开挖,推进至1倍洞距时围岩变形破坏速率较大的演化规律,该段是开挖重点防护的开挖阶段,可为后期施工提供参考。