中小型露天矿山爆破飞石最远飞散距离预测研究

爆破飞石事故给中小型露天矿山安全生产带来了极大的困扰,对周边人、机、环境系统带来严重的破坏.将线性回归分析引入爆破飞石最远飞散距离研究中,以矿山炸药单耗、最小抵抗线和边坡高度为主要因素,建立正交试验,模拟不同组合条件下爆破飞石最远飞散距离,最后进行回归分析,得出爆破飞石最远飞散距离的预测公式,提高预测精度,为日后中小型...     

复合锚杆桩技术在露天矿边坡失稳防治中的研究

通过在实验室中对普通锚杆柱与复合锚杆柱形成的模型分别进行压载试验,采集锚杆应力分布数据,分析其应力传递规律。同时利用FLAC3D软件针对两种不同锚杆柱进行数值模拟,分析其内部应力分布及传递规律。得出在露天矿软岩边坡治理中复合锚杆桩承载力比普通锚杆桩可提升约39%,这对于露天矿边坡失稳治理具有十分重要的意义。     

基于距离判别分析理论的露天矿边坡潜在破坏模式识别方法

露天矿边坡潜在破坏模式的识别仍然值得深入研究。基于距离判别分析理论,结合露天矿边坡失稳的特点,选取岩石单轴抗压强度、结构面倾角、结构面与边坡面的位置关系、地下水条件、岩体结构类型、黏聚力、内摩擦角、边坡高度、边坡角等9个因素作为判别露天矿边坡潜在破坏模式的指标,建立露天矿边坡潜在破坏模式识别的距离判别分析模型。以21个典型露天矿边坡的信息作为学习样本进行训练,建立相应的判别函数进行识别,并以回代估计法对该模型进行检验。研究结果表明,经过学习后的模型误判率为0.05,即判别能力是高的。用所建立的模型判别某露天矿边坡的失稳模式,判别结果和期望结果比较符合。     

复合法在露天矿边坡稳定性分析中的应用

边坡的稳定性问题关系到人们的生命安全,对其进行研究是非常有必要的。以白云鄂博铁矿的D区边坡稳定性分析为例,采用复合法进行研究,首先通过对其边坡进行现场节理的详细线测量绘制赤平投影图,来判断出可能发生破坏的位置;其次通过Sarma法进行平衡理论计算,稳定性系数结果为0．75;最后通过FLAC3D进行数值模拟计算,得出应力、应变云图,另对分析出可能破坏的两个位置进行剖面计算,计算后的稳定性系数结果分别为0．5、0．6。总之,边坡稳定性系数均小于1,可能发生失稳,需对其进行加固,保证矿山安全开采。     

露天矿机械化装药爆破中的安全问题

根据国内外的测试资料,压气装药系统产生的静电电压,一般可达2.5～3万伏,有时可达10万伏。这给机械化装药爆破工作带来极大危害。当裸露的雷管脚线直接与带电药流和输药管接触时,在气候干燥,火药与输药软管绝缘很高的情况下,如果积累的静电能量超过雷管的最小引爆能量,就可能产生火花放电,从而引起雷管早爆。一般管体和引火头间的最小发火能量为0.14毫焦左右;脚线间为0.8～4.9毫焦;抗静电雷管为50～100毫焦。     

露天矿边坡检测探讨

露天矿的有效与合理开采深度随着露天开采的延伸而不断增加,边坡暴露的高度、面积以及维持时间不断增加。因此,影响稳定的因素也随之增加。加上一些矿山企业对边坡管理不善,最终可能导致露天矿边坡岩体滑坡或崩落坍塌,给国家财产、矿产资源和人员生命安全带来严重的损失和危害。     

露天矿的边坡管理

露天矿边坡概念 露天开采与地下开采不同,它是从地面开掘露天沟道进行采矿作业的。开采时,需要把已确定开采的矿岩划分成一定厚度的水平分层,由上而下以阶梯状逐层向边界推进。这些阶梯状的工作面叫做台阶。露天采煤场周边由台阶组成的斜坡,称为露天矿边坡,见下图。 在垂直露天矿边坡走向的断面上,从最上一个台阶的坡顶至最下一个台阶的坡底连成的直线。称为边坡线。如图中的AB线和CD线,其与水平线的夹角α和β,称为露天矿边坡角。露天采矿场推进到最终境界位置的边坡,称为露天矿最终边坡。其相应的边坡线和边坡角。称为最终边坡线和最终…     

排土场与爆破荷载共同作用下的露天矿边坡稳定性分析

目前排土场对露天矿边坡稳定性的影响和动力荷载对露天矿边坡稳定性的影响,大多是被分别研究的。这样做难以真实反映露天矿边坡实际受力状态。基于此,对排土场和爆破荷载共同作用下露天矿边坡稳定性进行研究。首先,通过室内试验确定岩体参数,分析露天矿边坡在排土场和自重情况下的变形特征,并以此为初始状态,采用Ansys/ls-dyna的隐式-显式分析功能,研究其在爆破荷载作用下的岩体的响应特征。其次,验证新疆某露天矿排土场距离设置是否满足开采要求。结果表明:该露天矿边坡未出现明显破坏特征,整体处于稳定状态,该排土场距离设计合理;研究结果与工程类比分析结论一致。     

爆破模型改进及边坡爆破细观过程研究

为了使作者提出的基于颗粒流的爆破模型更贴近于实际,将原模型从二维模拟推广至三维爆破细观模拟。模型的基本原理为基于能量守恒理论,假设爆炸时刻产生的能量全部由爆点周边一定范围内的岩体承受,并转化为动能,进而能量在碎裂的岩块中传递、吸收,最终达到平衡,爆炸过程结束。将原模型方程改为适用于三维爆破模拟方程,并调整了能量分配和参数设置。使用PFC3D模拟了在露天矿边坡内A3爆破点处100kg TNT爆炸直至岩体回复平衡的细观过程。模拟结果表明研究速度矢量、位移矢量和CForce变化趋势后,可将该过程分为3个阶段:Step 1~100、Step100~350、Step350~4690。其时间远小于原模型模拟至平衡时间,这主要是由于模型从二维转化为三维所造成的。颗粒动能减小为原模型的0.085~0.128倍。     

矿山爆破安全距离

爆破时,必然产生爆破地震、空气冲击波、碎石飞散及有害气体,因而危及爆区附近人员、设备、建筑物及井巷等的安全。因此,爆破设计时必须确定爆破危害范围并指定安全距离。主要有以下几个方面：     

预裂爆破在701矿边坡整治中的应用

目前国内许多露天矿在设计和生产中采用临近边坡控制爆破技术的还为数不多,然而露天矿边坡产生滑坡的却不少。如核工业部701矿,1972～1978年共发生过6次大小不等的边坡变形破坏,成为影响矿山基本建设的一个突出问题。1981年4月,701矿在395米梯段东部开挖中,应用了预裂爆破技术后,充分显示出它在维护岩体的完整、稳定,使边坡轮廓平整并降低爆震破坏等方面的作用,基本上解决了临近边坡的爆破问     

基于MFOA-SVR露天矿边坡变形量预测研究

为实现边坡危险性及时预警预报,以露天矿边坡变形量为研究对象,提出采用七项影响指标作为边坡位移变形量的响应参数,建立支持向量机回归预测模型(SVR)。引入修正的果蝇优化算法(MFOA)对模型参数进行优化,构建基于MFOA-SVR露天矿边坡变形量协同预测模型,并以实际监测数据进行模型仿真预测。结果表明:该模型平均绝对误差为0.9167mm,平均相对误差为4.2737%,较其他模型预测精度高,综合性能好,将其运用于露天矿边坡变形量预测研究具有较好的适用性和可靠性。     

露天矿边坡稳定性的断面形态效应研究

为探究非线性坡面对边坡安全的影响,基于简化Bishop法理论,分析条块自重作用在滑面不同位置时产生的下滑力与抗滑力的数值关系,进而研究坡面形态对稳定性的影响,据此提出边坡的断面形态效应概念;以黑山露天矿边坡为例,通过简化Bishop法与基于强度折减法的数值模拟分别评估原设计坡面与不同外凸度的非线性坡面边坡的稳定性。结果表明:底面倾角αi均存在一个特定的值θ使既定滑面分为抗滑与利滑的2部分;当断面形态差异主要分布在抗滑滑面上时,产生的断面形态效应有利于边坡稳定,反之则反;就露天矿边坡而言,合理的外凸坡面产生的形态效应有利于边坡稳定,其在减少剥离成本上有显著的优势。     

露天矿最终边坡角的数值模拟研究

为了合理确定露天矿最终边坡角,在岩石力学试验和工程地质调查研究的基础上,分别应用三维弹性有限元程序ANSYS、三维弹塑性有限元程序PHASE2和三维黏弹塑性有限无程序EVP模拟最终边坡角为42°、50°、53°的开挖模式.建立计算模型时,最终台阶坡面角取65°;按照《矿山安全规程》,台阶高度12m时,安全平台宽度取4m,清扫平台宽度取6m;台阶高度14 m时,安全平台宽度取5 m,清扫平台宽度取8 m.结果表明,上帮最终边坡角不超过48°,下帮最终边坡角不超过50°,端帮最终边坡角不超过49°.较原有设计上帮可增大6°,下帮可增大8°～ 10°.     

大孤山铁矿边坡爆破损伤分区研究

露天矿生产爆破,特别是靠帮爆破在边坡中形成的爆破损伤区对其稳定性具有很大的影响。本文针对大孤山铁矿露天爆破开采的实际情况,建立了极限平衡数值分析模型及峰值速度衰减公式。利用数值分析软件Geoslope对边坡靠帮爆破过程中岩体损伤范围进行了研究,主要分析了在爆破-200--212m水平时,爆破震动对边坡岩体的影响,并利用萨道夫斯基公式和PPV安全判据对爆区周围岩体损伤范围进行了计算。结果表明距离炮孔6.2m以内范围为完全破碎区,6.2-12.4m为岩体重度损伤区,12.4-19.7m为轻微损伤区。数值分析表明距爆源同一距离的岩体质点峰值速度随深度的增加而减小,爆破区周围震动波速成漏斗形分布,同实际爆破情况吻合。     

基于回归分析的露天矿爆破震动速度研究

为了研究露天矿爆破生产中地表震动的安全性问题,采用回归分析方法对相关爆破震动速度公式进行了分析。通过现场监测试验得到了露天矿爆破现场区域的地表震动速度,基于现场测试数据对各地表震动速度经验公式中的衰减系数及衰减指数进行了反演;根据临界震动速度确定了爆破时的安全距离,反演了地表质点震动速度,并对计算结果进行了误差分析。结果表明,广义公式预测的震动速度误差小于采用萨道夫斯基公式的计算误差,印度震动速度预测公式计算结果的误差最大;考虑高程影响的震动速度公式计算结果的误差小于萨道夫斯基公式计算结果的误差,且预测值大于实际测量值。基于现场测试和回归分析方法对地表震动速度公式的分析,对于露天矿生产中的爆破安全具有实际意义。     

露天矿边坡变形的LMD-Elman时序滚动预测研究

为准确预测边坡变形,采用局部均值分解(LMD)与Elman神经网络相结合的方法,构建基于LMD-Elman的露天矿边坡变形的滚动预测模型。通过LMD将时序样本分解为多个分量,利用Elman神经网络对各分量进行滚动预测,再叠加各预测值重构最终理论预测值。以某露天矿边坡实际监测数据为例,进行仿真预测。结果表明:监测数据自身携带诱导边坡变形及失稳的重要信息,基于LMD-Elman的滚动预测能有效揭示边坡变形的波动性、趋势性和周期性特征;模型预测结果的平均绝对误差为0.056 8 mm,平均相对误差为2.756 8%,与单一Elman模型相比,预测精度显著提高。     

边坡爆破高度对边坡稳定性的影响

为了解爆破后由急倾斜且具有水平裂隙发育岩体组成的边坡稳定性及其内部破坏规律,最终总结出爆破高度对边坡稳定性的影响特征,使用基于颗粒流理论的PFC3D进行该工况模拟。利用PFC3D中的JSET和Bonds模拟非连续和连续性的岩体构造形式,以对实际的岩体中岩块和裂隙发育进行模拟。针对存在该类型构造发育边坡的实际工况,设置了13个爆破点的6个爆破方案进行模拟。研究了模拟结果表现出的边坡内部裂隙和位移随爆破高度的变化规律。其表明了对于同时起爆各爆破点而言,爆破高度越高爆破后边坡越稳定的结论,并分析了出现该现象的原因。说明了结论的普适性,同时该边坡实际的爆破情况也支持了该结论。     

露天矿边坡监测与加固技术概况

从露天矿形成边坡开始,由于岩体应力原始平衡条件被破坏,就使边坡存在变形、破坏以至滑坡的潜在因素。滑坡事故对露天矿生产来说,轻则影响采掘工作的正常进行;重则造成人身设备事故,恶化采掘技术经济指标,缩短露天矿的开采年限,甚至使整个矿山生产中断。1970年,美国西南部某矿发生一次严重的边坡破坏事故,极大地破坏了生产;在南美某矿,一次严重的滑坡事故,使该矿的铁路运输系统干线遭受破坏而中断了全矿生产;澳大利亚的一个大型露天铁矿,由于长达1公里的边坡破坏,使其采矿工作中断了三年多。