金青顶矿急倾斜薄矿脉回采过程采场破坏区域数值分析

针对金青顶矿急倾斜薄矿脉采矿方法,应用有限元数值软件分析其回采、采场及其围岩应力演化过程,通过分析发现矿体开采后,采场围矿应力重新分布,并出现应力集中,随着回采工作面的上升,顶板压应力有明显的上升趋势,两帮拉应力集中区范围随回采工作面的上升而增加。在30m以下的回采过程中,因拉应力过大造成塑性区分布在以节理为边界的范围内。当超过30m以后,塑性区范围扩大到围岩,围岩、节理都有不同程度的破坏。下盘塑性区明显多于上盘,并且破坏程度较上盘严重。     

板庙子金矿深部开采留设隔离矿柱控制地压数值优化

井下开采常引起地表产生岩体移动,直接影响地表构(建)筑的稳定。针对板庙子金矿深部急倾斜薄矿体开采诱发地表产生移动及其控制问题,提出采用留设隔离矿柱与干式充填相结合的方法,减少或控制地表岩体移动影响范围及岩体移动速度。结合板庙子金矿深部开采工程地质条件与生产实际情况,分别构建无矿柱、留1个矿柱、3个矿柱和留两矿柱与干式充填采矿结合4种研究方案;分别应用FLAC~(3D)数值分析软件,对4种隔离矿柱留设方案进行数值计算,结果表明:随着留设矿柱数量的增加,地表沉降能够得到有效控制,即增加留设矿柱数量对控制地表移动能起到决定性的作用;减少矿柱而采用干式充填后地表沉降能得到进一步控制,但由于充填体自身强度较低的原因仅能起到辅助支撑作用,通过采用隔离矿柱与干式充填的方法能更好地控制开采诱发地表产生的变形与采场围岩的稳定。     

深部金属矿超前序次释压机理与调控方法研究进展

深部金属矿开采已经成为金属矿床开采的重要组成。在深部“三高一扰动”复杂工程环境下,采动地压灾害日趋凸显,严重制约矿山安全高效开采。结合国内外深部采矿研究进展和多年工程经验,提出深部金属矿超前序次释压机理与调控方法,将采动地压调控分为基本地压调控和二次地压调控。基本地压调控含采矿方法选择、回采顺序优化和隔离矿柱留设,二次地压调控含卸压爆破、锚喷支护和释能支护,并就地压调控技术分别进行详细阐释。基本地压调控在采前即已完成,二次地压调控在开采中或开采后进行,调控策略选择基于采动地压灾害风险评估等级。地压监测技术是确保地压调控技术成功实施的关键,诸多现场工程实践表明多点位移计、微震监测和钻孔电视是可行的监测手段。随着数值模拟技术发展,矿山尺度精细三维数值模拟融合微震监测信息具有良好的应用前景,可以为深部矿山采动地压调控与防灾减灾提供借鉴。     

TC17钛合金在α+β两相区加热过程中片状组织的粗化行为

研究了TC17钛合金分别在800℃和840℃两相区加热过程中片状组织的粗化行为。结果表明,随着加热时间的延长,片状组织逐渐粗化,粗化速率逐渐降低。片状α相的粗化过程是一个元素扩散过程,元素从势能较高的片状组织末端或缺陷位置向势能较低的平滑位置迁移,导致片状α相粗化。经计算,800℃下粗化指数为0.37,840℃下粗化指数为0.42,根据LSW粗化理论,TC17钛合金片状组织的粗化行为由体扩散和界面反应共同控制。此外,基于Gibbs-Thompson理论,建立了TC17钛合金片状组织的粗化速率预测模型。     

基于声发射及其定位技术的岩石破裂过程研究

应用声发射及其定位技术,采用实验手段研究了不同加载方式(单轴加载、巴西劈裂及三点弯曲条件下)不同尺寸岩石以及不同岩样破裂失稳过程.实验结果表明,在岩石弹性变形阶段,声发射事件定位位置为岩样内部的应力集中位置;随着加载的进行,声发射仪器精确地定位出其裂纹初始位置、扩展方向,并直观地反映出其内部裂纹稳定扩展过程.从巴西劈裂实验的声发射事件定位结果可以看出,初始裂纹产生的位置具有随机特性,且初始裂纹产生是诱发岩石破裂失稳的首要因素.岩样尺寸影响其破坏模式,受加载过程裂纹初始时序不同影响其声发射活动规律表现不一致;不同岩样声发射活动随应力变化呈一定的规律性,其中砂岩在加载过程其声发射活动具有突跳特性,这主要与岩石均质程度相关.声发射定位结果直观地反映岩样内部裂纹初始、扩展的空间位置,这对于深入研究岩石破裂失稳机制具有一定的意义.     

岩石声发射定位技术及其实验验证

岩石是典型的非均匀脆性材料,其内部富含各种缺陷(微裂纹、空隙、节理裂隙等),在受载破裂过程中会产生大量的声发射信号。对含不同预制裂纹及完整岩样进行单轴压缩实验,应用声发射仪器及其盖格尔(Geiger)定位算法对岩样破裂过程的裂纹扩展过程进行实验验证。实验结果表明:在单轴压缩加载条件下,含预制裂纹的岩样发生剪切破坏;完整岩样发生劈裂破坏。声发射事件的定位达到较高的精度,很好地反映了岩样内部微裂纹孕育、萌生、繁衍和扩展的三维空间演化模式,不论是含裂纹还是完整试样的声发射定位结果与实际破坏模式非常吻合,这为研究岩石破裂失稳机理提供有力的工具。     

青龙沟金矿露天转地下采场稳定性分析及控制

以青龙沟金矿露天转地下采矿为工程背景，采用测线法对研究区域矿岩进行工程地质调查，获取矿岩结构面信息，并结合室内岩石力学实验，进行岩体质量分级和岩体力学参数估算。采用 Mathews 稳定性图法，分别计算出在未支护情况下，采场顶板、上盘和下盘保持稳定的最大长度分别为 52.5 m、35.84 m 和 12.11 m。综合考虑现场工程地质与施工条件，确定采场的最大可能暴露长度 34 m。应用 FLAC3D 对所确定的采场结构参数进行数值模拟，数值模拟结果表明在采场下盘出现较大范围的塑性破坏，这与稳定图法分析结果相一致。运用经验图表法进行采场锚索支护设计，提出了采场下盘锚索支护结构参数。通过对锚索支护采场进行数值分析结果表明，当在矿体下盘采用锚索支护后，支护后下盘围岩的最大水平位移以及塑性区范围均显著减小，设计的锚索支护参数能够确保下盘稳定。该研究为类似矿山采场结构参数确定及其支护形式选择提供参考。     

三山岛金矿围岩温度梯度测试及工程热环境分析

通过对井下热湿工程环境调查,分析三山岛金矿热害产生的根本原因。依据工程热湿环境调查结果,布设该矿围岩温度测试的测点位置,通过对不同中段相对应位置的温度曲线回归,得出三山岛金矿正常围岩温度梯度为2.2 ×10^-2℃/m,受井下地热影响区域其地温梯度为2.6×10^-2℃/m。通过对该矿不同热源进行分析,其围岩散热、机械设备、空气压缩及地热资源是致使三山岛金矿井下温度偏高的主要原因,该研究对类似矿山热源分析及其治理提供一定的基础数据。     

境界矿柱厚度确定方法研究

露天转地下开采的矿山，其露天坑底境界矿柱厚度的确定，对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。本文针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况．采用不同的计算分析方法。对具有代表性的断面进行了分析计算。为矿山设计提出的境界矿柱厚度确定的方法进行了验证和补充，同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

TC17钛合金整体叶盘腐蚀表面“亮条”的成因及其对性能的影响

存对半成品TC17钛合金整体叶盘进行表面腐蚀俭查时,发现有的表面存在“亮条”的则象。通过显微组织观察、成分分析、硬度和力学性能测试等手段对“亮条”产生的原因及其对产品力学性能的影响进行了研究,由于TC17钛合金铸锭头部容易产生Cr偏析,从而形成Cr元素富集区,这些区域的相变点温度比基体低25～30℃,存热加工过程中形成了β斑点。这些β斑点即是“亮条”产生的原因。由于整体叶盘表面的β斑点较小,对室温拉伸性能和低剧疲劳性能影响小大,仍满足使用要求。