掘进机可控循环通风方法的研究

分析了掘进机产尘特点,提出了局扇抽出式通风辅以高效除尘风机的半循环通风新方法,并对风量配比、除尘效率、产尘量、与工作面粉尘浓度等进行了综合分析,试验证明,半循环抽出式通风方法可解决长距离、大产尘量巷道施工的通风与防尘问题.     

磷石膏膏体充填材料强度优化配比试验研究

为研究贵州开磷矿业总公司采用磷石膏和黄磷渣胶结充填采空区的可行性, 在实验室测试了磷石膏及黄磷渣的主要物理化学性质, 制备了不同浓度不同配比的充填料浆, 并测试其坍落度、泌水率和不同龄期的单轴抗压强度。采用正交试验设计优化磷石膏膏体配比, 并采用Mathematica对强度数据进行拟合, 得出本次试验的最优结果为;磷石膏膏体充填料的最优质量比为黄磷渣∶磷石膏=1∶4, 添加CaO质量为5%, 磷石膏膏体质量浓度为67%~68%。在该配比条件下, 磷石膏膏体充填体28 d单轴抗压强度为2.15~3.42 MPa, 可满足矿山安全生产需求, 并显著降低料浆泌水率。     

金阳公路下赋矿体开采方法的有限元法优选

为了对金阳公路下赋矿体开采的三种采矿方法进行优选,利用三维有限元方法。采用体积能量释放率作为指标,最终确定中深孔落矿嗣后胶结充填采矿法为最优采矿方案。     

岩爆等级预测的PCA-OPF模型

为了高效准确预测岩爆烈度,将主成分分析(PCA)和最优路径森林(OPF)算法相结合,选取岩石单轴抗压强度、应力系数、脆性系数、弹性能量指数以及完整性系数这5个指标建立了岩爆预测的PCA-OPF分析模型。通过SPSS软件对国内外50组岩爆工程实例数据做主成分分析,依据方差累计贡献率得出3个主要影响因素,作为输入因子对OPF模型进行训练、评估、测试。试验结果的平均预测准确率可以达到91.25%,对比于其它数学模型,PCA-OPF模型预测准确率更高且更稳定,表明PCA-OPF模型在岩爆等级预测中有较好的实用性,可作为一种新的岩爆等级预测方法。     

基于地压诱导致裂的高应力硬岩矿床优化回采数值模拟(英文)

采用离散元数值模拟分析软件3Dec,依据贵阳开阳磷矿深部硬岩矿床的工程实际情况建立三维数值模拟模型,对开阳磷矿深部硬岩矿床的3种不同开挖工况进行模拟计算,包括在矿体中开挖地压诱导致裂巷道及不同方向(水平向和竖向)、不同顺序(先上后下/先下后上)开挖后的巷道围岩体的位移和塑性区分布情况。结果表明:在矿体中开挖诱导致裂巷道时,巷道周边岩体塑性区和位移场随着暴露时间的延长而不断增大,矿岩朝着有利于破碎的趋势发展,即为掘进机的高效切割回采提供了有利条件;不同开挖方向对充分利用深部地压效果不同,竖向开挖比水平横向开挖可形成更大的位移场和塑性破坏区,地压致裂的效果更明显;先下后上式开挖比先上后下式开挖产生的临空面附近矿岩产生更大的变形量和破坏区,更能有效地利用深部地应力破岩。该研究对开阳磷矿深部高应力硬岩矿体非爆掘进机连续开采的采矿方法设计、充分利用地压破岩和合理确定开挖方式具有重要的意义。     

盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法试验研究

以新城金矿深部厚大破碎矿体为研究对象, 针对其开采中存在的深井高应力、矿岩破碎、允许暴露面积小、作业安全性差、矿化严重不均、矿体短、可供布置的矿房个数少、生产能力低等技术难题开展了研究, 创造性地提出了盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法。通过进路无间柱连续开采和盘区阶梯式布置实现了深部厚大破碎矿体安全、高效、低贫损开采。二年多的现场工业试验证明, 该采矿法采切工程量少、工艺简单、作业机动灵活、安全性好、开采成本低、盘区生产能力大, 是一种适合于新城金矿深部矿体的理想采矿方法。     

黄磷渣充填胶凝材料激发剂的选择与优化

根据黄磷渣的物理、化学和热力学的特点及其活性激发原则,以黄磷渣-磷石膏为研究对象,通过大量室内试验,以不同龄期的充填体抗压强度为指标,研究了不同激发剂种类及掺量对黄磷渣充填胶凝材料的激发效果,分析了黄磷渣在激发剂作用下的水化反应机理。试验结果表明,黄磷渣的活性在NaOH和CaO激发作用下均有较大提高,NaOH和CaO的最佳掺量分别为5%和8%。黄磷渣的水化反应产物存在水化硅酸钙,此外,磷石膏中的硫酸盐在激发黄磷渣活性中也起到了一定作用。     

基于响应面法的高寒矿山充填配比优化

采用中心复合试验研究采场温度、灰砂质量比和固相质量分数对高寒矿山充填料浆的强度特性和流动特性影响规律.利用多项式近似隐式极限状态方程,建立充填体强度、充填料浆坍落度和充填材料成本响应面回归模型.以回归模型响应值的满意度为输入,使用加权几何平均算法求得料浆充填性能整体满意度,采用基于整体满意度准则的非线性多目标优化技术对充填配比参数进行优化,得到高寒矿山不同采场温度范围下最佳灰砂质量比及充填料浆输送浓度.结果表明:采场温度低于5℃时,固相质量分数70%、灰砂质量比1:6的料浆整体满意度可达0.4~0.5,满足低温充填要求,且整体满意度随温度变化较小;当采场温度增至5℃之上时,温度提高充填性能整体满意度迅速增大,固相质量分数65%、灰砂质量比1:6的料浆满意度增大最快.      

磷石膏再结晶体力学特性试验研究

采用比较法设计了磷石膏失水与再结晶试验, 分析了各参数对再结晶体力学性能的影响, 获得了最优参数。研究了失水磷石膏与常态磷石膏混掺情况下固化体的力学特性。研究表明: 掺加2%生石灰的磷石膏, 在180 ℃下热处理3 h、陈化3 d、以55%浓度充填井下, 其浆体pH呈中性, 再结晶体28 d抗压强度达到6.82 MPa, 可适用于各种充填采矿方法; 常态磷石膏和失水磷石膏按1∶2配制的混合材料, 固化体28 d抗压强度仅为失水磷石膏强度的6%。     

三山岛金矿软破介质下残柱开采的稳定性分析

为确保三山岛金矿顶底残柱安全高效回采, 采用理论力学与数值模拟对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立了理论力学模型, 应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载, 采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析, 得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数, 进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析, 得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度, 以及不同跨度的进路顶板冒落规模, 从而得到采场进路宽和高分别为1.5 m和1.6 m。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于三山岛金矿残柱的开采中, 并对采场沿脉巷道进行位移监测, 能确保试验采场安全生产。