恒阻大变形锚杆/索力学特性数值模拟研究

具有大变形特性的材料在抵抗岩体冲击、剪切和能量吸收等方面比传统意义下的小变形材料表现出更为优异的性能。针对普通锚杆/索无法抵抗软岩大变形而被拉断破坏等问题,何满潮研发了新型恒阻大变形锚杆/索,并成功应用于矿山灾害控制领域,然而针对恒阻大变形锚索吸能特性及其大变形数值模型构建尚属研究空白。本文首先通过室内实验揭示恒阻大变形锚杆/索(NPR)在静力拉伸和动力冲击条件下的吸能特性;然后利用Fish语言首次构建NPR锚杆/索数值分析模型,针对动/静条件下的NPR锚杆/索能量吸收规律进行数值模拟计算,并将试验结果与模拟结果进行对比分析,发现二者具有显著一致性;最后根据计算结果建立NPR锚杆/索与围岩体的相互耦合作用能量方程,揭示NPR锚杆/索在围岩控制全过程中的力学变化规律和能量吸收特征。     

金金属富集区划及自动沉落式采矿方法探析

目前,极薄矿脉在我国乃至全世界有色金属和黄金矿山中,分布范围较广,且占有一定比重。对于极薄矿脉的开采,通常采用全面法、削壁充填法、选别回采、长壁法等采矿方法,其共同问题是贫化损失大,安全条件差。针对上述问题,本文以吉尔吉斯斯坦某急倾斜极薄金矿(HD矿)开采设计为例,首先,通过现场工程地质调查和所用采矿方法现状分析,建立"HD金矿三维工程地质模型";其次,基于距离幂次反比理论,结合HD金矿西区29条地质勘探线的剖面特征,对西区9条矿脉进行金金属富集区划研究,分别按照5、9、12三个品位等级划分为极富集区、较富集区、富集区和欠富集区等4个富集分区;最后,针对金矿脉陡倾、薄厚不均和围岩破碎的复杂赋存特征,提出了一种"直立破碎矿体自动沉落式采矿方法",并利用PFC~(3D)和FLAC~(3D)软件对采用这种开采方式条件下上部岩体的垮落形态进行可行性数值模拟分析。分析结果证明,该方法能够从本质上提高金矿的开采效率,降低采矿成本,为最短时间内完成HD金矿富集区内金金属资源的安全可持续开采提供技术支持。     

基于正交设计的露天矿V形槽结构滚石防护试验

交通领域针对滚石防护已开展大量研究工作,但对于矿山而言,因其工程扰动频繁、岩石破碎等特点,滚石防护专项研究甚少,常采用安全平台和清扫平台设计防治滚石。然而,随着开采深度和规模增加,上述方法已无法有效阻挡扩帮扰动产生的大量滚石,滚石伤人和损坏设备事故频发。针对上述问题,以南芬露天铁矿采场下盘边坡滚石防护为例,首先,基于正交试验原理,利用Rocfall程序分别对"安全平台滚石防护措施"进行3指标4因素数值模拟正交试验,对"安全平台上设计V形槽滚石防护措施"进行3指标5因素数值模拟正交试验;然后,对试验结果进行极差分析,揭示2种措施各个因素对滚石运动特征的影响规律;最后,确定2种方法的最优参数组合,并在南芬露天铁矿选择实验区,进行现场对比试验。试验结果证明V形槽结构能够有效防护滚石,可为露天矿山高陡边坡滚石防护提供借鉴。