大断面巷道穿断层破碎带区域支护参数优化数值模拟

目的:合理的支护参数是确保巷道围岩稳定和控制支护成本的关键。本研究以巨龙铜矿大断面排水巷道为研究对象进行支护参数优化。方法:设计了三种支护参数,利用有限元软件进行了数值模拟研究。通过分析不同支护参数下位移、应力及塑性区结果进行支护参数优化。结果:结果表明,锚杆支护能够有效改善围岩应力分布,避免出现应力集中。随着锚杆间距和排距的增大,巷道围岩最大位移增大,当锚杆间距和排距为1000 mm时,巷道围岩位移最大。围岩塑性变形主要发生于巷道肩部和两帮位置。当锚杆间距和排距为1000 mm时,塑性区深度大于锚杆长度。综合数值模拟结果和支护成本,巨龙铜矿大断面排水巷道最优锚杆支护参数为800 mm×800 mm(间距×排距)。意义:研究结果为穿断层破碎带巷道支护设计提供了理论参考。

大直径钻孔一次成槽优化技术在桦树沟铁矿应用

桦树沟铁矿切割井一次成槽爆破悬顶率高、二次拉槽工作量大,严重影响矿山后续回采效率。基于CY-R40C切割天井钻机,开展大直径钻孔一次成槽技术优化研究。以大孔数目、孔底距为研究对象,以大块率、峰值振动速度(PPV)为评价指标,设计两因素三水平共计9组全因素组合试验。试验最终确定最佳大孔数目为1个,最佳孔底距为1.5 m。利用优化方案与原方案进行岩石损伤对比,结果表明优化方案通过增加补偿空间面积和提高孔底能量分布,改善了爆破效果。基于新方案,开展现场工业试验。结果显示:优化后大块率降低18.7%;采空区面积增加73.61%;成本降低7813.8元。上述结果表明优化方案能有效改善切割槽爆破效果,为矿山降低生产成本,提高生产效率提供有益借鉴。

露天矿无线微震监测系统建设及应用分析

我国露天矿逐步进入深部凹陷开采阶段,高陡边坡数量日益增多,滑坡事故已成为露天矿安全生产的重大安全隐患,严重威胁矿山安全生产。微震监测技术作为一种覆盖全矿的有效边坡监测预警手段已被行业广泛认可。通过岩体微破裂感知、弱信号提取、无线传输、数据处理分析等技术形成了无线微震监测方案,在某露天矿完成了无线微震监测系统建设,采用长短时窗结合AIC方法实现了波形到时自动拾取,采用台网自动优选震源定位方法实现了震源自动定位,经爆破验证,台网内震源定位误差为8.15%,台网边缘震源定位误差为8.28%,满足某露天矿危险源震源定位精度要求,实时有效地保障了矿山安全生产。

宜春钽铌矿有轨电机车运输应用技术研究

在智能化生产的背景下,矿山有轨机车的运输方式智能化成为现代矿山运输的主要建设方向。电机车的无人驾驶以最新的信息传感技术为依托,是无人化自主运行的设备创新应用。以CJY20/9GP架线式电机车为研究对象,应用4G LTE通讯网络对电机车进行智能化改造,研究电机车在远程及自动驾驶两种模式下投入生产运营的效果。实验和现场测试结果表明,通过4G LTE作为通信载体提供自主数据支撑,对电机车控制系统、振动放矿机、机车远程驾驶平台、架空线、铁轨、信集闭系统等辅助设施的升级改造,可实现井下运输巷道的CJY20/9GP架线式电机车双车同时远程及自动驾驶运行。

江西宜丰地区瓷石矿(含锂)地球化学特征及成因

宜丰地区燕山期花岗岩体位于九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带,区内有瓷石矿(含锂)10余处。通过对区内大港、白市化山等燕山期花岗岩进行研究,认为早白垩世白水洞中-细粒(二长)花岗岩为瓷石矿(含锂)的赋矿岩石。燕山期花岗岩主量元素具有高SiO_(2)(70.01%~72.74%)、高Al_(2)O_(3)(14.75%~15.85%)、富Na_(2)O(2.21%~3.96%)、低CaO(0.07%~0.77%)和高铝饱合指数(A/CNK>1.25)的特征,属于高分异过铝质花岗岩;岩石稀土总量低(∑REE=3.30×10^(-6)~39.41×10^(-6)),轻重稀土分馏不明显,强烈Eu的负异常,富Cs、Rb、Ta、P等元素,亏损Ba、Nb、Ti等元素,与典型的S型花岗岩相似。上述燕山期花岗岩的特征说明,宜丰地区燕山期花岗岩属于高分异S型过铝质花岗岩,形成于同碰撞环境之下,是地壳泥质组分部分熔融的产物。

都兰察汗乌苏石料矿山环境地质分析及生态修复治理

矿山在进行生产作业时难免会产生各种各样的环境地质问题,对周围的环境造成严重的影响,尤其是露天开采的作业方式,对环境的破坏性更为明显。以都兰察汗乌苏建筑用石料矿矿山为研究对象,对矿山目前存在的环境地质问题进行分析,并开展相应的治理措施探讨。研究结果表明,矿山当前存在的主要环境地质问题为发育有若干不稳定采矿边坡,存在含水层、土地资源、地形地貌景观破坏等。因此,针对上述存在的环境地质问题提出了7种治理措施,分别为危岩体及碎石清理、边坡的削坡反压、排水沟建设、场地回填平整、网围栏与警示牌工程、覆土工程和植被重建工程。该讨论内容可能对类似矿山环境地质问题治理具有一定的理论与实际意义。

齐大山铁矿露天边坡岩体力学参数确定

为分析齐大山铁矿东帮局部边坡稳定性,需获取边坡岩体力学参数。通过室内岩石力学试验得到3种岩性自然及饱水条件下的单轴抗压强度和抗剪强度,自然条件下的抗拉强度、弹性模量以及泊松比。综合Hoek-Brown法、费森科法及经验折减法对测得的边坡岩石力学参数进行折减,得出合理、准确的岩体力学参数。

深部富水破碎矿体开采技术试验

云锡松矿+1360 m中段以下的30-14矿体特点是含水率高、围岩松散破碎、回采率低。为达到深部矿体安全、科学、经济的回采要求,根据矿山现有的设备配置和富水破碎矿体特殊开采条件,提出下向进路式分层胶结充填采矿技术方案和坑道涌水治理措施,并进行现场试验验证。现场试验与应用结果表明,该采矿方法在实现采充平衡方面能够应用得很好,同时最大限度减少涌水对井下采矿作业的影响。

高应力破碎岩石条件下钢管混凝土支护方案研究与应用

结合14行回风道返修断面,建立850 m平面巷道钢管梁支护的数值模型,研究采动影响引发的岩体移动导致支护体发生破坏的演化过程,同时配合现场数据监测对“钢管混凝土支架+围岩注浆”返修支护技术进行综合评价,提出钢管混凝土支架可控制二矿区深部工程巷道围岩变形,能够保证巷道支护安全,可推广应用于各岩石破碎巷道压力较大区域的支护。

基于三维激光扫描的溜井测量与分析

以具体工程为研究背景,结合某矿山实际工况条件,深入探讨了矿石溜井精确测量与安全评估问题。首先,基于C-ALS三维扫描激光系统的基本原理和测试方法,提出了符合现场实况的扫描与测量方案并进行测试,获得了较为丰富和完整的点云数据;然后,采用Cavity Scan软件对点云数据进行处理,将点云数据转化为三维矿业软件Surpac能够支持的水平线文件,并建立了溜井及周边工程的三维实体模型,实现了三维可视化;最后,通过对典型剖面图和水平断面图的技术处理,对溜井垮塌前后三维实体模型布尔运算,取得了溜井垮塌现状实测数据,科学有效地分析了溜井的具体垮塌位置与破坏特征。研究成果为矿山溜井的运行维护、使用管理和安全治理提供了基础数据和科学依据。

矿石粒子群碰撞作用下溜井垮塌轮廓推演分析

受溜井井壁和底部矿堆的限制作用,落入溜井的矿石对井壁造成直接碰撞损伤和触底后的反弹碰撞损伤,进而导致井壁出现垮塌破坏。基于运动学理论建立卸矿模型,分析溜矿段矿石落入溜井内的运动状态。借助Python科学计算工具,计算空井和非空井条件下矿石粒子群对井壁不同位置的碰撞频数,并以此定量表征井壁损伤程度。矿石粒子群在不同贮矿矿堆高度下对溜井井壁碰撞损伤的结果,可以解释溜井实际垮塌轮廓与破坏趋势。研究结果与实际垮塌扫描形态相吻合,验证了溜井垮塌形态分析结果的正确性。在溜井垮塌机理方面国内外可借鉴的经验较少,碰撞分析过程与结果也可为溜井垮塌趋势、结构参数设计及加固技术方案提供参考。

干旱复水对几种矿山生态修复植物群落构建的影响

选用了8种北方生态修复常用的乔、灌、草植物,研究在自然干旱下的株高、覆盖度变化情况。结果显示,前期黑麦草生长发育最快,覆盖度占优;紫花苜蓿在反复干旱后覆盖度明显占优,成为优势种;多花木兰株高受干旱影响显著,但覆盖度持续稳定增加;波斯菊株高受限明显,但发育至开花繁殖;乔木刺槐、臭椿零星存活,生长缓慢而稳定;早熟禾、蓝色矢车菊无法在循环干旱条件下存活。

湖南让家溪锑矿床地质特征及找矿远景

让家溪锑矿位于雪峰山弧形构造带中部拐弯处,是雪峰山弧形隆起锑金钨成矿构造带上典型锑矿床之一,赋矿层位为震旦纪留茶坡组和寒武纪小烟溪组。在系统总结区域成矿地质背景和成矿规律的基础上,通过对矿区矿床地质特征、矿体特征及控矿因素等方面的分析和研究,认为矿体赋存与地层岩性、构造密切相关,北东东—北东向断裂和裂隙控制矿体的富集和成矿;围岩蚀变主要有硅化和黄铁矿化。矿床类型为中低温热液充填型脉状矿床。结合矿区最新的勘查找矿成果,认为矿区边深部有较好的找矿潜力。

可控源音频电磁法在皖南某矿区深部勘查中的应用

在皖南某钼矿区地质勘查工作中,根据矿区的地质背景、岩性分布及构造条件,在有利地段利用可控源音频大地测法进行探测,并结合以往地质工作,综合分析解译了探测成果,并对施工深孔加以验证,取得了很好的效果,为深部勘探指明了方向,同时也为可控源音频电磁法的应用积累了经验。

岩矿含水率对电阻率的影响及对矿山突水预测的意义

在有色金属矿山的开采过程中,矿山突水、透水事故是十分重要的安全生产隐患之一,科学预测地质体中可能分布的导水构造、含水破裂带也是研究的难点和热点之一,所以,开展隐伏水体预测至关重要。以查藏错铜铅锌矿床为例,运用电阻率法有关原理,在矿山采集岩矿样品,探讨岩矿含水率分布特征及其对电阻率的影响,预测地质体电阻率的变化趋势。研究发现,地质体电阻率与含水率具有较好的分布拟合度,总体呈NW向、NNE向延伸,推断矿区内可能发育2~3条断层或破碎带,预测有3处突水威胁区,分别是Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区。结果表明,通过分析岩矿含水率对电阻率的影响,以及电阻率分析技术可以推测地质体电阻率变化规律,并具有指示含水断裂带空间展布的意义,该研究结论能够有效避免或减少矿山突水事故的发生,减少人员伤亡和经济损失。

甲玛铜多金属矿盘区合理回采顺序动态模拟研究

在甲玛铜多金属矿地上地下并行大规模开采的复杂条件下,针对地下二期复杂厚大矿体的安全高效回采问题,综合分析矿山开采现状的基础上,提出2种盘区回采顺序方案,采用数值模拟方法对不同的盘区回采方案进行了分析优选,通过对比分析不同回采顺序条件下采场等关键部位的应力、位移的动态响应特性,确定盘区间隔回采方案最佳,该方案可为地下二期矿体安全高效开采提供技术支持。

基于特征分离原则的大比例砂土类缩尺模型相似材料配比研究

为了获得砂土类大比例缩尺模型相似材料配比,选取福建厦蓉高速漳州段原型砂土作为骨料,石英砂、滑石粉为填充材料,膨润土为添加剂。基于特征分离原则及正交设计方法,进行了3因素5水平共25组固结压缩和直接剪切试验,得到了不同配比相似材料的力学参数值。结果表明:1)基于特征分离原则的试验配比基本能满足大比例模型试验对砂土类相似材料的要求。2)砂土和滑石粉含量与砂土、石英砂和滑石粉总重的比值对材料黏聚力和内摩擦角起主要控制作用,而滑石粉含量与砂土和滑石粉总重的比值对材料的压缩模量起主要控制作用。3)当滑石粉的含量分别占砂土和滑石粉总含量的4%和6%时,对黏聚力和压缩模量的影响均达到峰值;而掺入膨润土可以降低压缩模量,当膨润土掺量为3%时,黏聚力达到最小值;添加石英砂可以降低内摩擦角,而对其他指标影响呈现无规律波动。成果可为其他砂土类大比例缩尺模型相似材料的配制提供参考。

土工合成材料加筋土界面渐进拉拔行为的理论解析

随着国民经济的发展,土工合成材料被广泛应用于边坡和挡墙等实际工程中。筋土界面的界面摩阻力是设计中的关键考虑因素。文中主要分析加筋土界面拉拔状态下的渐进破坏行为,将拉拔过程分成三个阶段:纯弹性阶段,界面的剪切应力与剪切位移呈弹性关系;弹—塑性阶段,通过一个临界点划分弹性区和塑性区;完全塑性阶段。并且给出了各个阶段的拉力、位移和剪应力的解析解。最后通过两组拉拔试验结果与解析计算的比较分析验证了该模型的准确性。对筋土界面摩阻力分布规律进行了详细研究,深入地分析了加筋长度、筋材的弹性模量、剪切刚度和塑性区间长度等因素对加筋土界面的渐进拉拔行为的影响。

深孔水平预裂爆破在桐子林水电站建基面开挖中的应用

建基面的开挖要求质量比较高，因此对预裂爆破要求水平比较高。深孔水平预裂爆破对建基面的开挖质量起到了很好的作用，为水电工程建设积累了一定的经验。在地质条件比较复杂的情况下，施工条件允许的条件下，应选用深孔水平预裂爆破，并注意地质条件对爆破效果的影响。