基于数值分析的中深孔爆破采场结构优化研究

针对凡口铅锌矿回采矿体过程中面临的安全性问题大、回采效率低、采矿成本高等问题,运用数值模拟软件FLAC3D及其自带的汇编语言,对影响采场结构参数的长度L、宽度D、高度H 3个基本变量进行模拟组合,并结合安全系数等传统的评价指标进行空区关键点的位移、塑性区等情况统计,最终对井下多变量采场参数进行综合分析,研究表明:位移值与L、D、H 3个参数均成非线性正相关,其中位移值最小对应的参数是L=20 m,D=6 m,H=6 m,最大值对应的参数是L=40 m,D=10 m,H=8 m,该参数下的安全系数F≥1.239;由塑性区面积与各参数的单因素分析得,参数值与塑性区的相关性大,其中模拟的最大参数对应的塑性区贯通现象明显,需对局部围岩性质复杂地域进行支护,以保证回采的安全;结合矿山机械化上向中深孔采矿法的实际,通过实测分析得出该采场回采过程中能保持相对较高的安全性和生产效率的结论,与模拟统计的结果相一致,具有相对较大的指导意义。     

小批量生产配合公差设计与控制

结合产品装配过程中配合件的修配现象,分析小批量生产工件尺寸分布特点,探讨小批量生产配合公差的设计与控制。     

基于可靠度分析的平巷掘进爆破参数优化研究

针对铜山口铜矿巷道掘进过程中岩石特性复杂、爆破振动难预测、单循环进尺低等问题,运用可靠度原理与安全系数相关关系,对影响巷道爆破的炮眼直径、炮眼数目、炮眼深度、炮眼角度、装药卷数、炮眼间距等6个主要参数进行组合试验,并结合爆破振动峰值合速度及主振频率等数据的监测,对铜山口巷道爆破掘进的过程中的数据进行综合分析。研究表明:6个因素对巷道掘进过程的振动影响较大,其中最大段药量是直接影响振动峰值合速度的直接因素,同时振动频率主要集中在100~150 Hz范围内;各参数下的可靠度指标与安全系数非线性正相关,且可靠度收敛于和影响作用大小相关的特定值。同时,安全系数为1.5时可以保证较大的可靠度和掘进的效率;通过适当调整掘进过程中的爆破参数,包括斜眼的布置、拉槽孔的分布、周边孔的个数以及孔间距等,取得了较好的现场试验结果。     

超大规模采场破顶窿形线优化及稳定性模拟研究

选取椭圆线、抛物线、圆形线、直线4种不同曲线为模型, 对破顶层爆破窿形线进行了优化研究, 利用FLAC^3D数值模拟软件对4种顶板窿形线下的采场围岩变形特征、塑性区分布及周边应力情况进行了模拟, 同时对比分析了采场有无侧向抗力对模拟结果的影响。结果表明, 周边单元应力与曲线斜率具有较高相关性, 曲率越大, 应力越大; 采场顶板窿形线形状对采场围岩变形特征及围岩塑性区的分布影响较大, 圆形线为最优爆破窿形线, 直线形最差; 采场顶板在有侧向抗力时的稳定性比无侧向抗力时好, 且两种条件下的最优顶板窿形皆为圆形。     

某超大断面竖井反向掘进预留顶板安全厚度的数值模拟分析

针对某超大断面竖井超深孔反向爆破掘进,最后破顶平台断面面积大,稳定性难以预测等问题,运用数值模拟软件FLAC3D及其汇编语言,对不同顶板厚度分4组进行模拟研究,同时结合安全系数等指标对应力、位移、塑性区等参数统计分析,并应用传统薄板理论、厚板理论估算法进行对比研究,结合工程实践进行现场验证分析。综合研究表明:顶板厚度6 m时,顶板拉应力大于极限抗拉强度,位移值大于8.16 mm,塑性区出现贯通,顶板失稳几率大;顶板厚度8 m时,位移值小,平台整体处于相对稳定状态;薄板理论估算顶板厚度合理值为8.6 m,厚板理论估算值为6.7 m,与模拟值误差较小,并通过实践验证预测顶板厚度9.6 m的合理性和准确性。该研究成果对类似工程有较大的指导意义。     

寒区冻融隧道二衬横向渐近偏转演化及力学性态研究

寒区季节性冻融导致围岩破碎层和松动圈的应力应变空间重构,为描述冻融影响下隧道二衬沿断面横向偏转的渐近演化,以吉林老爷岭寒区隧道入口和中段两个代表性断面的拱腰、拱墙390 d现场倾角变形数据为基础,结合衬砌开裂及偏转力学性态特征,应用数值模拟试验,综合分析正温、负温、冻季、融季4时期衬砌渐近性偏转、围岩破碎层及松动圈演化、衬砌应力应变特征等关键问题。研究表明：隧道入口段偏转随季寒交替变化显著,左拱墙和左拱腰测点倾角变化分别呈“倒V”及“下凹”状,偏转在融季响应滞后,在冻季响应超前,在冻融期则有“突变”趋势;而隧道中段受到的影响总体比入口处小,右拱腰在冻季、正温期有不同程度的波动偏转,左拱腰倾角则呈现“上凹”变化,其在融季有滞后偏转现象;计算松动圈直径满足冻融期>负温期>正温期,且隧道入口>隧道中段,通过数值模拟得到塑性区轮廓>计算松动圈,可见在衬砌冻融期的伤害比在其他时期更显著,应防范冻融期温度变化带来的衬砌偏转风险。