基于蠕变损伤耦合的海底开采点柱稳定性分析

 针对海底金属矿开采过程中采场留设点柱的稳定性问题,采用损伤统计本构理论,在西原模型的基础上提出一种参数获取相对简单的三维非线性蠕变损伤模型,并给出由稳态蠕变向加速蠕变过渡的判定方法.利用ANASYS 数值软件分析了三山岛金矿新立矿区海底点柱式充填采矿法矿房的应力分布,并应用三维非线性蠕变损伤模型对点柱稳定性进行了黏弹塑性损伤分析和渗流分析.该模型充分考虑了岩石的基本力学参数和工程地质调查结果,可推广至其他流变物理模型,对于大型岩土工程的蠕变渗流分析具有较强的适应性.     

金属矿充填法开采对地表构筑物稳定性影响模拟

为确保某金属矿山采用充填法开采过程中地表移动带内调水工程的安全性,应用有限差分法进行矿区三维数值模拟计算,并采用安全性分析指标进行量化评价。研究表明：矿区开采结束后,采场周围部分区域出现了以拉伸破坏为主的塑性区,采场及时充填治理有效地避免破坏增大现象;地表变形主要为采场正上方自四周逐渐减小的均匀沉降变形,调水工程能够保持较好的稳定性;现场实测结果验证了模拟结果的准确性。     

基于海底开采的高倍线强阻力充填技术

三山岛金矿新立矿区西南部矿体属海底开采,海底充填倍线达13,水平输送距离超过2000 m,属于高倍线强阻力输送充填料浆。为了解决充填料浆输送距离长、倍线高、输送阻力大等技术难题,进行了分级尾砂物化性能测试,充填骨料配比试验,管道输送阻力模拟等研究。研究结果表明,分级尾砂颗粒较粗,脱水性好,但是在输送过程中易沉降;添加细颗粒,能改善分级尾砂的流动性;推荐料浆配比为1:6~1:8,料浆输送质量分数为72%。通过充填料浆环管阻力输送试验和理论计算,得出料浆最大输送阻力为9MPa,除去自重水力压头,需加泵压6 MPa。工业应用结果表明,分级尾砂高倍线充填是可行的,为海底矿床安全开采提供了保障,实现了高倍线充填海底矿床。     

基于海底开采的高倍线强阻力充填技术

 三山岛金矿新立矿区西南部矿体属海底开采,海底充填倍线达13,水平输送距离超过2000 m,属于高倍线强阻力输送充填料浆。为了解决充填料浆输送距离长、倍线高、输送阻力大等技术难题,进行了分级尾砂物化性能测试,充填骨料配比试验,管道输送阻力模拟等研究。研究结果表明,分级尾砂颗粒较粗,脱水性好,但是在输送过程中易沉降;添加细颗粒,能改善分级尾砂的流动性;推荐料浆配比为1：6~1：8,料浆输送质量分数为72%。通过充填料浆环管阻力输送试验和理论计算,得出料浆最大输送阻力为9MPa,除去自重水力压头,需加泵压6 MPa。工业应用结果表明,分级尾砂高倍线充填是可行的,为海底矿床安全开采提供了保障,实现了高倍线充填海底矿床。     

深部复杂金矿体充填开采对地表建筑物稳定性影响

为研究深部复杂矿体开采对地表建筑物稳定性的影响,借助概率积分法计算安全开采深度;采用3D Mine-Rhinoceros-FLAC^3D耦合构建矿区三维模型,进行地表安全性及变形规律研究.结果表明:①采用充填法进行深部矿体开采,地表产生均匀沉降变形,最大主应力随回采步骤增加呈多项式增长趋势,最小主应力呈线性增长趋势,扰动高度沿矿体走向呈正态分布趋势;②矿体的开采使其正上方产生“盆地式变形”,并依据安全性参数进行地表扰动边界圈定;③当下沉变形值小于10mm、变化率大于0.5时和下沉变形值大于10mm而小于20mm、变化率大于1.5时,地表均为整体下沉现象,稳定性不受影响.     

邢台矿建下充填开采关键设备选型应用及改进

本文通过邢台矿7606工作面的概况的介绍,针对邢台矿建下开采关键设备进行了选型分析、配套研究及应用,证明了建下开采关键设备选型是可行的。为其他相似条件下充填开采提供了可借鉴的经验,对矿区的可持续发展具有重要的理论和实际意义。     

胶结充填开采两端固定岩梁模型及梁式断裂分析

考虑采空区胶结体在强度形成区内对顶板的支撑载荷与距离工作面长度呈线性关系,基于垮落法两端固定梁模型,建立胶结充填开采两端固定岩梁力学模型,得到岩梁剪切力、弯矩分布和两端支座反力的表达式;提出充填开采极限跨距概念,从岩梁抗拉、抗剪强度推导出极限跨距表达式;提出充填开采工作面极限推进速度概念,并推导出其表达式。应用模型和概念公式对某矿2414工作面进行计算。研究结果表明:充填开采时,岩梁最大剪切力、弯矩位于煤壁处,与垮落法开采相比,剪切力和弯矩更小;增加支柱(架)的支撑力,可减小岩梁两端剪切力和弯矩;按抗拉和抗剪强度计算充填开采极限跨距分别为24.6 m和85.8 m,胶结体须在12.5 d内形成抵抗上覆岩层载荷的强度;岩梁剪切力和弯矩分布均为非对称性;煤壁处的支座反力、弯矩分别为采空区侧岩梁端2.28和1.49倍;充填开采有利于采空区后部沿空巷道的维护。     

冒溪煤矿建筑物下急倾斜煤层充填开采地表变形预测

为解决冒溪煤矿南翼煤层在建筑物下采煤引发地表变形移动问题,采用倾斜分带斜切分层充填采煤法,运用FLAC3D软件建立地表移动规律模型,计算南翼区域V9b号煤层-80～0 m阶段地表移动参数,并分析充填率为0、80％、85％、90％时地表变形移动规律.研究结果表明:充填率0时,地表最大水平变形8.40 mm,最大倾斜14....     

下保护层开采岩移观测与卸压瓦斯的治理

一、概述 淮南矿业集团谢一矿4271B10工作面南起IV线以南133 m,北至Ⅲ-Ⅳ线以南10 m,上限标高-601 m,下限标高-654 m.该工作面走向长330 m,倾斜长110～200m,平均长150 m;煤厚0.7～1.8 m,平均厚1.3 m;煤层倾角7°～28°,平均21°.该工作面上段B10煤层为薄煤区未回采,其上覆B11b煤层Ⅲ-Ⅳ线以北已回采,Ⅲ-Ⅳ线以南未回采.     

村庄下压煤非连续刀柱式矸石充填开采数值模拟分析

针对王庄煤矿在村庄下压煤开采方面面临的技术难题,本文依据王庄煤矿的地质条件,提出了非连续刀柱式矸石充填开采的技术方案,通过采用UDEC数值计算的手段,从关键层位垂直位移、关键层位水平位移、模型中央监测点垂直位移和下沉速度、采场主要围岩体稳定性等角度,对提出的三类方案进行了定量和定性对比分析,得出了非连续刀柱的最优技术参数,将为生产实践提供有力参考。     

Simulative analysis for deep seabed mining lifting systems

Computer simulation was used for hydraulic lifting systems. Based on theory of multiphase flows and their applications on the lifting systems, mathematical models for pump lifting and air lifting were built and simulative analysis programs for them were developed respectively. Corresponding lifting behaviors and system parameters were analyzed and optimum match of the parameters for future pilot mining tests and commercial mining production was predicted.     

海底采矿车路径跟踪的变论域模糊控制

采用ADAMS/ATV软件建立海底采矿车机械系统模型,利用MATLAB/Simulink平台建立以速度内环和方位外环的行走控制系统模型及机械系统与行走控制系统协同仿真模型;针对海底环境的复杂性和未知性,采用变论域理论设计纠正方向和位置偏差的自适用模糊控制器以及PID控制理论设计速度控制器,开展海底采矿车在越单边障碍时过程中按预定路径行走仿真研究.仿真结果表明:基于变论域模糊控制理论所设计的海底采矿车路径跟踪控制模型的鲁棒性良好,其方位偏差纠正及速度跟踪的响应速度快、稳态性好、控制效果好,实现了海底采矿车按预定路径行走,为海底采矿车在采矿过程中自动行走控制提供了有效的控制方法.     

岩体边坡水平位移影响因素的数据挖掘方法研究

影响高边坡岩体安全稳定性的因素较多。为了更好地研究影响边坡稳定因素的敏感性,从边坡安全监控分析的角度对岩体边坡外观测点水平位移,进行了影响因素聚类分析。应用Clementine软件对岩体边坡外观测点水平位移进行了影响因素关联挖掘。以开挖、降雨、时效和支护作为边坡岩体的荷载集,以边坡岩体外观测点水平位移作为响应集,得出对岩体水平位移影响程度大小排序依次为监测时间、坡表开挖强度、硐室开挖强度、降雨强度、锚杆支护强度和锚索支护强度的结论。根据分析结果可以在控制边坡岩体变形时抓住主要矛盾,为监测分析和工程决策提供依据。     

声发射技术在蹬空开采采场关键层中的应用

为了解决蹬空开采中如何有效的对下组煤采空区上覆岩层进行矿压监测。在采矿工程中,运用声发射技术来监测、预报煤矿的冲击地压。声发射技术是一种实时、连续的岩(煤)体声发射监测技术,最初主要应用在地震监测方面,经过几十年的研究和应用,中国声发射监测技术取得了很大发展,在矿压中的应用已达到了实用阶段。通过对声发射技术的理解,结合采矿工程中关键层理论,将其应用到蹬空开采中。首次提出了监测层和蹬空开采声发射模型,并以工程实例进行了分析研究。该成果对采矿工程具有一定的参考价值和指导意义。     

双层滤管无砂垫层真空预压法处理超软海底吹填淤泥

针对沿海吹填成陆工程中的海底吹填淤泥场地地基承载力极低,无法进行后续建设施工的问题,通过现场对比试验,研究了双层滤管无砂垫层真空预压法在该类场地的应用.现场试验监测结果表明,双层滤管无砂垫层真空预压法取得的沉降大小和均匀度、孔压下降幅度和均匀度以及地基承载力等加固效果指标明显好于常规的无砂垫层真空预压法,因此双层滤管无...     

挂帮矿充填法开采对高陡边坡及采场围岩稳定性的影响

以大冶铁矿高陡边坡下2#挂帮矿回采为工程背景,首先采用GEO--SLOPE软件对挂帮矿开采中边坡稳定性进行了分析;然后通过现场监测及模型相似实验相结合的手段,研究矿柱及围岩的应力及位移变化规律,探讨了挂帮矿充填法开采对采场围岩稳定性的影响.研究表明挂帮矿所在露天初始边坡经过扩帮及内部开采后,安全系数平均值由1.274下降至1.005,边坡稳定性较差;目前空区采场矿柱及围岩稳定性较好,但必须对现有采空区进行充填,改变空区及矿柱应力集中状态,才能进行矿柱及顶底板矿石回采.     

一种基于自组织分级聚类的数据挖掘方法

针对传统自组织聚类方法处理数据在多维空间中存在多样性和从基本或低层次概念上发现强关联规则中的不足，提出了一种基于自组织分级聚类的数据挖掘方法．该方法采用最大似然分类自组织特征网络（MAXNET）聚类过程，利用自下而上聚合层次聚类方法，对有畸变的二值化输入模式作最大似然分类．最后对一个销售电脑商场中，与任务相关的交易数据集进行了分析，描述了从低层次概念到高层次概念的相互关系．并用matlab仿真软件把该方法和传统方法进行比较，表明了该方法的有效性．     

采动区门式刚架空间结构抗变形性能

为保证地表变形区门式刚架的正常使用,以门式刚架空间结构为研究对象,采用有限元模拟手段,研究了采动区空间门式刚架位于地表变形曲线不同位置时刚架的附加变形及附加内力的变化规律,分析地表变形对整体刚架的影响。模拟结果表明,处于地表沉陷盆地最大下沉点时,空间门式刚架结构受地表变形的影响最小。该研究为采动区门式刚架结构抗变形设计提供了参考。     

矿区生态系统健康评价的理论和方法

分析了矿区生态系统健康内涵,建立了评价指标体系,以模糊评价理论对矿区生态系统健康现状、以灰色预测和趋势函数法对矿区生态系统健康的发展趋势、以非线性理论对矿区生态系统的稳定性进行了评价,在此基础上提出了综合评价方法.实例研究的结果表明,研究矿区生态系统处于亚健康状态,需要对其进行干预和调控.并提出了相应的对策和建议.     

可拓方法在矿区土地复垦中的应用研究

从理论上分析了基于可拓方法的土地复垦相关描述。然后提出了基于可拓的复垦土地适宜性评价方法,并通过实例进行了验证。研究结果为勉强适宜,与实际相符．表明了可拓方法在复垦土地适宜性评价中的可行性．该方法不仅可以克服在评价过程中人为因素的影响．而且可对参评因子进行量化处理,从而提高复垦土地适宜性评价的精度。