顶板诱导崩落及应用的数值分析

诱导崩落处理空区顶板，其关键技术是运用采矿过程产生的应力释放，合理确定顶板诱导崩落的时空位置。运用突变失稳原理分析了基于矿山连续开采空区顶板处理的诱导崩落各种扰动因素，如采场顶板围岩的力学性质、采空区的面积、拉应力作用区范围和大小等对采场顶板失稳时的影响，研究确定了顶板诱导崩落技术的关键，即确定合理的空区面积。针对铜坑矿非重叠区域下矿块的地质和采矿活动，建立了三维数值有限元计算模型，研究了顶板失稳的影响因素对顶板诱导崩落的时空影响，合理设计回采步序与空区顶板处理时间。     

矿山地质灾害信息管理与查询系统的开发

文章总结了我国矿山目前地质灾害信息管理模式上存在的一些问题，为了避免这些问题，在对我国矿山地质灾害全面调查和分类的基础上，构建了矿山地质灾害数据库和地质灾害地理系统，开发了矿山地质灾害信息管理与查询系统。该系统改进了地质灾害信息管理与分析模式，对防治地质灾害既丰富了手段又可提供科学的决策依据。     

凡口铅锌矿深部矿床地应力测试

采用应力解除法测试了凡口铅锌矿深部矿床-550m中段和-650m中段两个测点的地应力，分析计算了地应力的大小和方向。其结果表明：凡口矿深部矿床地应力场为构造应力场，3个主应力均为压应力，最大主应力为近似水平应力，其方向基本与矿体走向平行，最大主应力与垂直应力比值在1．02～1．7之间。     

基于开采环境再造结构稳定性判别与支护设计

在综合评价现有岩体稳定性评判方法的基础上, 选用普适性较好的弹塑性位移相对比值判别方法作为岩体稳定性的判据。将该方法应用到新疆喀拉通克铜镍矿, 得出在采矿过程中其结构顶板会失稳破坏的结论; 设计采用预应力长锚索对顶板进行支护, 并运用FLAC^3D软件对锚索支护网度进行优化设计。研究结果表明, 当采用4 m×6 m锚索支护时, 弹塑性位移比值θ_a=0.91, 远小于结构破坏的临界值, 能维持顶板稳定性; 同时该方案下塑性范围及锚索最大轴力变化较小, 故得出4 m×6 m锚索支护为最佳支护方案。     

矿岩自燃发火巷道烟气流动的数值模拟及评价

利用矿岩自燃发火巷道烟气流动所遵循的控制方程, 对烟气流动特性进行数值了模拟。通过模拟计算得出了发火巷道内烟气流动的速度场、温度场详细分布情况。并采用预计热舒适指标(PMV)、预计不满意百分比(PPD)对巷道中的空气质量进行了评价。利用模拟计算结果, 可以为铜坑矿地下火和毒气蔓延的控制以及火区特大事故应急救援预案的制定提供技术依据。     

基于OO-Solid数据模型的复杂地质体分区协同三维建模

为了解决复杂地质体建模困难、精确度低等问题, 综合考虑已有平面地质资料, 基于OO-Solid数据模型, 提出了改进的分区协同建模方法: 采用分区协同思想将复杂地质体交叉剖面线由三维体元概念转化为二维面元概念, 由复杂统一整体转化为简单分区区域个体, 最后通过分区区域面元的合并包容得到复杂地质体的三维体元模型。将该方法应用于云南个旧某锡矿山, 研究结果表明: 高效快速构建出的三维复杂地质体模型, 不仅揭示了该复杂地质体的成矿机理, 而且真实反映了地质体的赋存情况, 为矿山后续工作(矿体储量计算、矿体勘探、稳定性分析模拟等)提供了准确的基础资料。     

地下连续采矿过程中顶板岩体卸荷的力学响应(英文)

以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落采场为研究对象,建立模拟的卸荷计算流程。依据影响区域理论的卸荷带划分方法,基于开挖卸荷过程中岩体力学参数变化规律,利用有限元软件MIDAS/GTS对地下连续采矿过程进行卸荷分析,并与常规分析进行对比。结果表明:卸荷分析的顶板最大拉应力、下沉位移以及等效塑性应变分别达到1.5MPa、20cm和1.5%;常规分析的顶板最大拉应力、下沉位移以及等效塑性应变分别为1.0MPa,13cm和0.9%;卸荷分析值均比常规分析值大,更接近实际情况;连续采矿开采的最大步距为48m,在开采两步距以后,应当对顶板进行诱导处理。     

地下矿山开拓运输VR仿真系统研究

采用虚拟现实技术构建虚拟矿山,辅助进行矿山规划与设计,是一种管理上的创新。详细介绍了虚拟矿山场景的建模流程和井下矿车运输系统的调度仿真,以OpenGL和VS2005为平台,开发了云锡区域矿山开拓运输VR仿真系统。系统分为数据管理、场景建模、虚拟场景和立体表现四个功能模块,成功地将矿山的地表、地层、矿体赋存情况、开拓运输系统和井下矿车运输调度过程等三维立体表现出来,并可对场景漫游和运输调度系统实时交互。系统的开发对云锡区域矿山三大平台的优化管理取得了良好的效果。     

复杂空区群对周边地质体环境影响研究

为了研究某矿山井下复杂空区群对周边地质体环境的影响, 根据现场空区实测数据, 采用多款工程应用软件相结合的方式, 精确建立了计算区域的数值计算网格模型, 并对计算结果进行了研究分析。结果表明: 区域内地表存在两个不同幅值的沉降中心, 但空区对地表环境影响不明显。空区的形成扰动了地质体内部环境, 造成空区周边围岩局部区域位移增加以及应力集中, 但应力峰值远小于围岩的极限强度。空区间存在复杂的相互作用关系, 在现有地应力及空区赋存条件下, 下部中段空区对上部中段空区周边围岩应力分布影响很小, 但对位移的分布有显著影响。     

缓倾斜巷式采场收敛基线布置与位移计算

针对缓倾斜薄层石膏矿巷式采场围岩结构性变形的特点,在采场变形破坏离散元分析确定收敛测点的基础上,根据收敛测点在位移变化方向上的内在规律性,设计了两种收敛基线布置方式,通过比较分析两种方式的优缺点,选定了能计算测点绝对位移的基线布置方案,并根据测点变形的内在规律推导出位移量计算公式.