基于颗粒流的溜井冲击破坏规律研究

为了研究溜放矿石在溜井中的运动及冲击规律,以某金属矿山主溜井为研究对象,简化溜放矿石冲击井壁的模型为颗粒流撞击墙的模型,以运动学理论分析结合离散元程序模拟分析了溜放矿石在井筒内的运动规律及对溜井井筒的冲击破坏规律。通过理论计算及数值分析揭示了溜井溜放矿石在井筒中的冲击位置、冲击水平速度、冲击垂直速度、矿石分散程度、冲击动能之间的内在关系。结果表明,对于百米深溜井,溜放矿石一般经过三次冲击后落入井底,三次冲击对井壁的破坏主要以水平冲击造成,其中第二次冲击最为激烈。通过与C-ALS探测的受冲击破坏的井筒三维形态对比分析,验证了分析结果的可靠性。研究结果不仅可为矿山溜井重点部位加固提供理论支持,而且可以大大节约矿山井巷工程的检修工期及维护成本。     

地下金属矿山主溜井损伤分析及修复研究

主溜井放矿过程中矿石对溜井的冲击和磨损易造成溜井的变形、失稳和垮塌。为深入分析溜井的损伤机理,构建了溜井受矿石冲击的冲击损伤理论模型和受矿石摩擦的磨擦损伤理论模型。基于冲击损伤理论模型,运用MATLAB计算得到溜井受矿石冲击的冲量分布规律。通过空区激光探测系统(CMS)探测获取溜井三维信息并导入到SURPAC中生成三维可视化模型,准确获取了溜井垮塌区三维形态和实际边界。基于损伤分析和探测模型对溜井垮塌现状提出了修复方案。结果表明:通过溜井冲击损伤模型可定量计算得到溜井受冲击的区域冲量分布规律;通过探测获取的溜井垮塌区域与计算得到溜井受冲击的区域结果基本一致;溜井探测模型分析结果能支持溜井冲击损伤理论模型和摩擦损伤模型。     

溜井放矿破坏规律相似性模拟实验研究

以某铁矿3#溜井为研究对象,按照相似模拟试验准则,建立了溜井放矿相似性模拟实验台。通过井筒相似性模拟实验,采用全站仪观测法记录岩层变化情况,研究了不同地质结构下的溜井放矿冲击点分布及其破坏规律。实验过程表明,基于相似模拟试验,采用物理模型的比对换算,可以初步推算实际溜井的冲击点位置和破坏情况。实验结果表明,溜井所在地层存在断层带的地质构造易引发溜井的局部括刷严重。研究结果对于溜井放矿破坏机理的分析和矿山井巷工程合理有效维护有重要意义。     

软岩大变形巷道刚柔结合支护方法研究

深部软岩地下工程围岩稳定性差且具有长期流变效应,由于支护不利导致围岩产生大变形破坏问题趋于突出。针对以上问题,以某深部软岩巷道工程建设为例,采用现场监测、数值模拟等方法,分析围岩长期变形趋势及破坏机理;针对围岩破坏特征,提出“刚柔”结合的软弱大变形巷道围岩新型支护方法:考虑围岩不同深度破坏情况不同,采用不同注浆方法分区域加固,形成“刚性”承载圈,并在巷道最外部设置缓冲层及可缩性U型钢支架,形成柔性加固圈。利用有限元模型对其支护效果进行数值模拟,结合现场监测变形数据分析,验证了新型支护方案的合理性。     

山区坡顶建筑荷载作用下顺层粘土边坡稳定性分析

基于摩尔库伦本构模型和SRM法,利用MIDAS GTS NX有限元数值模拟软件,结合镇雄县某滑坡治理区域新出现隐患应急抢险工程施工方案,将该边坡在天然状态、砌石挡土墙加固、抗滑桩加固、抗滑桩+锚杆锚索框格梁加固4种工况模拟结果与现场实际情况进行对比,分析边坡及坡顶建筑稳定性。得出以下结论:该边坡砌石挡土墙的加固作用低于天然削坡状态;坡顶建筑为一层时,天然削坡的安全系数为1.069,存在安全隐患,在类似边坡修筑浅基础房屋前应对边坡进行加固处理;抗滑桩加固对坡脚滑动体起到了良好限制作用,此时边坡安全系数为1.184,仍存在安全隐患;锚杆锚索框格梁对边坡加固时,坡顶建筑与抗滑桩最大变形分别为4.92 cm与3.26 cm,相比抗滑桩加固缩小41.4%与30.2%,安全系数为1.622,相对抗滑提高40.0%,此时边坡处于安全状态。为类似边坡治理工程提供参考。     

含多弱层复合边坡滑坡治理三维数值分析

白音华二号矿滑坡区边坡治理工程是针对稳定性差的南帮非工作帮和南排土场构成的复合边坡进行的。滑坡体受多层弱层控制,治理过程中易导致边坡失稳,所以治理工程采取分区开采的条采方案,充分利用边坡治理的三维效应来进行边坡的失稳破坏研究和稳定性分析。选取滑坡区的典型剖面作为研究对象,基于强度折减方法(SRM),应用有限差分FLAC3D软件,在两种开挖条件下,对含多弱层的复合边坡的稳定性规律和破坏机制进行了数值模拟分析,揭示了多弱层对复合边坡的失稳破坏及稳定性的影响。研究结果表明,治理工程中,弱层被揭露一定宽度,滑体沿煤底板弱层水平错动、竖直方向拉裂破坏;随弱层暴露宽度的增加,边坡稳定性明显降低,说明治理边坡具有三维效应;开挖至3-3煤层底板,开挖坡角20°,弱层暴露宽度为400m,边坡的稳定系数刚好达到安全储备系数1.1,建议矿方首选此方案,可以最大限度的回收煤炭资源。     

矿用火箭弹拉入式发射台简介

《ZHT 型矿用火箭弹的研制与应用》一文,在本刊1987年第8期发表后,有的读者给作者去信,了解处理垂直主溜井和主斜溜井分支溜井堵塞时火箭弹架设方法,现作者作如下答复,供读者参考.     

基于复杂地质体建模和模型重构技术的溜井稳定性分析

溜井围岩现存应力状态对于溜井稳定性分析具有重要意义。为准确判断溜井围岩安全稳定情况,在室内岩石力学试验结果和岩石质量评价RMR值的基础上,通过折减计算获得相关岩体参数。采用空区激光探测系统(CMS)探测获取了溜井的三维实体模型。参照已获得的矿区原岩应力参数,运用SURPAC和FLAC3D复杂地质体建模技术建立了矿区和溜井围岩三维数值分析模型,使用模型重构的方法获取了溜井围岩稳定性分析的原岩地应力参数,基于多元回归方法精确反演出溜井围岩的现存应力状态。结果表明:1)溜井围岩在标高为-292~-264 m时,溜井受矿石冲击的区域变形严重,存在失稳的风险,需加强监测;2)溜井围岩最大拉应力出现在标高为-278.12 m附近,其值为1.58 MPa,超过了岩体最大抗拉强度;溜井围岩最大位移出现在标高为-281.74 m附近,其值为13.8 cm,在标高为-292~-264 m时,产生了较大的塑性破坏。     

云锡溜井防尘措施研究

本文主要叙述马拉格矿主溜井群防尘措施。1985年11月,中国有色金属总公司委托昆明公司对“云锡溜井防尘措施”研究课题组织鉴定,此研究成果在马拉格矿应用3年来,主溜井群卸矿口粉尘浓度合格率保持在90％以上。一、云锡溜井防尘的特点云锡各矿普遍采用多中段开采、溜井转运矿岩,每个矿山都有几条主溜井,为了便于运输,几条溜井常集中布置在一个区域,形成溜井群。     

空区隐患爆破治理方案及延期时间的数值模拟分析

为了防止矿山空区引起地表塌陷造成建构（筑）物的破坏以及降低矿柱塌落振动对井下开采的威胁,采用现场试验与数值模拟相结合的方法,优选爆破治理方案和延期时间。根据炮孔布置和爆破参数,建立实际比例数值模型;在岩石物理力学指标测试的基础上,确定模型材料参数;采用LS-DYNA数值模拟软件,对比分析方案优劣以及确定爆破延期时间。研究结果表明:在满足空区隐患爆破治理效果的前提下,同一节点处A方案质点振速峰值为0.923 9 m/s小于B方案质点振速峰值1.225 3 m/s;而且当延期时间为100 ms时,通过模型垂直方向的位移云图可知岩石的破坏范围最大,塌落区域更加分散。现场应用结果显示空区隐患治理工程爆破效果良好,形成了隔离缓冲层,可以保证露天和井下的安全。     

地下矿山溜井磨损、破坏及堵塞、跑矿事故的分析与对策

我国冶金矿山自五十年代中期广泛采用溜井运矿方法以来,便存在着溜井磨损、破坏及堵塞、跑矿问题,并往往造成生产中断和人身伤亡。在长期的实践中,有关部门作了大量的调查研究,总结了不少经验,有力地推动了溜井安全生产的发展。     

城际铁路盾构隧道下穿四孔箱涵引起沉降分析

为解决淤泥地层城际铁路盾构隧道下穿既有结构引起其沉降过大问题,以珠机城际铁路盾构隧道下穿四孔箱涵为工程背景,采用参照规范、数值模拟和现场监测的方法,研究淤泥地层盾构隧道下穿箱涵引起的沉降。建立三维数值模型分析加固前箱涵结构及周围土体的沉降值,并以此为依据提出加固方案;对加固后的沉降,建立新的数值模型;将现场监测数据与加固后数值计算值进行对比分析。结果表明:箱涵最大沉降模拟值由加固前的-45 mm减小为加固后的-1. 5 mm,加固后现场监测值为-3. 1 mm;地表最大沉降模拟值由加固前的-51 mm减小为加固后的-7 mm,加固后现场监测值为-10. 1 mm;加固后数值模拟值与现场监测值二者的影响规律以及引起的沉降值基本一致,说明加固方案起到很好的加固效果以及所构建数值模型有合理可行性,可为今后类似工程提供借鉴。     

基于FMEA的金山店铁矿主溜井堵塞故障风险分析

密实结拱、大块挤压、粉矿粘结是金山店铁矿主溜井放矿过程中常见的3类堵塞故障。为探究不同类型堵塞故障发生时各自风险程度的高低,确定各类堵塞故障治理及改进的优先序列,采用失效模式及影响分析(FMEA)法建立金山店铁矿主溜井堵塞故障树模型,运用熵值法确定故障发生频度(O)、严重度(S)和可探测度(D) 3个指标参数各自的权重,计算并分析主溜井各类堵塞故障的风险优先数(RPN)。研究结果表明,密实结拱型堵塞故障的风险优先数最大,风险程度最高,是金山店铁矿主溜井主要的故障类型;应优先加强密实结拱型堵塞故障的防治处理,以有效降低该类故障对矿山正常生产的影响。     

湿式旋流除尘扇风机在溜矿井的应用

桃冲铁矿的主溜井及无底柱分段崩落采矿场的采区溜井,在生产过程中产生大量粉尘。据测定,主溜井倒矿时,一般粉尘浓度为4～5毫克/米~3,最高可达30～40毫克/米~3;采区溜矿井粉尘浓度一般为3～4毫克/米~3,最高达十几毫克。这些粉尘不仅污染溜矿井周围空气,而且严重     

复杂形态井巷工程三维激光扫描与MIDAS-FLAC3D耦合建模稳定性分析研究

受井巷工程空间形态的复杂性及探测技术的局限性影响,部分人员无法进入的复杂形态井巷工程的实际空间形态往往很难准确获得,复杂井巷工程的数值分析往往很难进行建模或建立模型与实际误差较大,而在此基础上进行的稳定性分析结果可靠性往往较差。采用三维激光扫描技术对复杂形态井巷工程进行三维激光点云扫描,基于点云数据运用MIDAS软件建立精确形态的复杂井巷工程模型,通过耦合技术建立最终可以在FLAC3D中进行运算并且与实际形态相一致的数值模型。最后以某矿山主溜井为工程实例,利用三维激光精确扫描技术获取该井巷工程的实际空间形态,在此基础上进行MIDAS与FLAC3D耦合方法的建模分析,对该复杂井巷工程的稳定状况进行了稳定性分析。     

铁路运输传爆药安全性评价

通过对现有传爆药安全性综合评价方法和装载加固评价方法进行改进,建立导弹铁路运输安全评价模型,运用改进型安全评价方法计算出导弹运输实际现实危险度。通过重大事故后果模拟法对运输过程中存在的最大量危险源进行分析、模拟,得出发生事故后产生的对人、物的危害范围。运用装载加固安全评价方法对装载加固方案进行评价,从而得知铁路运输导弹的危险综合程度,该评价模型可为铁路运输部门危险货物运输安全评价提供参考。     

矿山溜井ZT8型观察镜及其应用

矿山生产作业中,当溜井堵塞时,为合理选择处理方法,需要对堵塞情况进行检查。目前广泛使用的ZT7型溜井观察镜,虽然解决了人员不进漏斗和井内检查,保证了检查人员安全。但溜井观察镜采用汽车灯照具,要设变压器,要求现场必须有照明电源,而井下现场的堵塞部一般没有电源或离电源较远,需要拉临时线,很不安全。因此,我们对ZT7型溜井观察镜进行了改进,研制成功ZT8型溜井观察镜,采用报警电筒作照具,保证了操作人员的安全。     

基于Midas-GTS/NX的崩塌边坡治理及稳定性分析

依托安徽省芜湖市皖南医学院铁山西侧的崩塌边坡治理项目,在勘探、计算和模拟的基础上对边坡的治理和稳定性分析进行研究。通过瑞典法对边坡稳定性进行计算后又基于有限元分析软件Midas-GTS/NX分别建立了自然工况、降雨工况和采用预应力锚杆加固后的降雨工况下的有限元模型。结果表明:在自然工况下的边坡状态为稳定,而在降雨工况下的边坡安全系数为1.029,系欠稳定。根据工况和施工经验对边坡进行预应力锚杆加固后的降雨工况下边坡变成了稳定状态,结果可为类似的崩落边坡研究治理提供借鉴。     

柔性吊帘在高溜井中的应用

溜井是井下矿石转运的主要渠道,随着矿山生产能力的不断增长,溜井负担的中段数也随之增加,对井下空气的污染也日趋严重。因此,加强对溜井尘毒危害的控制,是一个急需解决的问题。多中段卸矿的主溜井,在卸矿过程中,由于矿石加速下落产生很大的冲击气流。这种冲击气流夹带大量粉尘,进入下部各中段的卸矿坑道,造成井下空气的严重污染,成     

基于区间概率优势决策模型的滑坡治理方案优选研究

滑坡灾害治理初步设计阶段的方案优选和科学处置,对于避免或减少生命财产损失具有重要的科学和工程意义。针对滑坡治理决策指标信息属性的复杂性、区间性与不确定性等特征,首先借鉴博弈决策论的Minimax算法优化思路,结合概率优势关系及粗糙集相关理论,提出滑坡灾害治理方案优选的区间概率优势关系决策模型,该模型考虑治理方案与理想方案之间的优势度及其属性值的概率测度,与方案属性值大小之间存在着等价关系;然后利用属性值优势关系求得权重量化值,同时基于离差最大化算法和推论2对治理方案进行排序和反演;最后通过工程案例仿真模拟进行验证。研究结果表明:优选方案可为滑坡工程项目治理提供借鉴和参考。