摘要:针对隧洞(道)工程中广泛存在软岩地层造成支护结构变形甚至破坏的问题,结合印度尼西亚佳蒂格德水电站引水隧洞现场监测的顶板沉降和边墙收缩变形数据,提出底板设置仰拱的支护方案.利用有限元软件MIDAS GTS建立不同仰拱矢跨比和侧压力系数的数值模型,反演佳蒂格德水电站引水隧洞的侧压力系数,并分析两台阶开挖隧洞围岩和初期支护结构的变形和应力规律.研究结果表明:(1)反演的佳蒂格德水电站泥岩段引水隧洞围岩的侧压力系数为1.2;(2)泥岩隧洞的仰拱矢跨比宜为1/10~1/8;(3)拱脚局部有应力集中的现象,必须对拱脚进行加固处理;(4)综合考虑佳蒂格德水电站引水隧洞的施工条件、围岩及支护结构的变形和应力、施工经济性,得出佳蒂格德引水隧洞最优矢跨比为1/10.

摘要:冲击地压发生机理复杂,影响因素较多,而断裂构造是冲击地压发生的重要地质因素,甚至对冲击地压有控制作用.为定量研究不同矿区的断裂构造分形维数与冲击地压发生次数、位置的相关性,以同一区域相同地质条件下的鹤岗南部矿区和东荣矿区为工程研究背景,基于地质动力区划法确定不同矿区的断裂构造,并以此为研究对象,利用分形几何理论,统计计算2个矿区的断裂分形维数,分析各矿井的分形几何特征.结果表明:(1)在2.00,1.00,0.50,0.25 km的分形尺度下,鹤岗南部矿区和东荣矿区的断裂构造具有空间分形几何结构特征和统计自相似性;(2)在2.00 km的分区网格尺度下,不同矿区的矿井断裂分布有明显的差异性,且断裂分形维数越大,其复杂程度及发育程度也越高;(3)在相同的分区标度下,矿区断裂分形维数与冲击地压发生次数有较好的对应关系,断裂分形维数越大,冲击地压发生可能性也越大;(4)断裂分区分形维数与冲击地压空间位置存在耦合关系,断裂分形维数较小,则冲击地压集中分布.由此说明同一区域地质背景下不同矿区的断裂分形维数与冲击地压发生次数、位置有较强的相关性.

摘要:准确评判矿岩可爆性有助于保障采矿生产安全及在爆破中取得良好的爆破效果.为合理确定矿岩可爆性等级,建立基于博弈论和逼近理想解排序法(TOPSIS法)的综合评价模型.选取影响矿岩可爆性的6个主要因素作为评价指标,利用博弈论对层次分析法和改进熵权法求得的各指标权重进行组合优化赋值,结合TOPSIS法得出评价分级,并将该模型应用于贵州猫场铝矿巷道矿岩.结果表明:猫场铝矿中土状铝土矿、致密状铝土矿、顶板白云岩、底板白云岩的可爆性预测结果等级分别为Ⅱ,Ⅱ,Ⅳ,Ⅴ,与实际情况一致,表明该模型在工程实际中具有一定的参考价值.

摘要:影响光面爆破效果的因素较多,为优化光爆技术方法、改善光爆效果,通过对混凝土模块的爆破试验探究聚能金属射流在围岩中的爆破切缝效果.以半孔率、切面平整度、残留半孔完整性、振动数据、爆后石渣量及其粒径等因素作为衡量标准,对聚能金属射流与高压气楔共同作用定向切缝技术进行初步研究.对比3组爆破切缝效果发现:有聚能金属罩连续装药结构的炮孔光爆效果最好,石渣少、振动小、光爆面平整、残留半孔均匀,半孔率比普通光爆孔提高30%,说明聚能金属射流炮孔中炸药能量定向释放,粉碎区范围小,能量利用率更高,在实际施工中更有利于对预留围岩的保护.同时印证了金属射流与气楔共同作用定向切缝的理论分析,为实际施工中优化光爆技术提供可行性依据.

摘要:为研究弱面与构造应力组合作用对巷道围岩稳定性的影响,基于贵州木孔煤矿工程地质条件,采用3DEC软件,对全断面开挖下的围岩稳定性进行数值模拟,重点分析弱面倾角与构造应力对围岩变形及位移的影响,同时对围岩变形机理进行讨论.研究结果表明:巷道开挖后,水平方向的位移均表现为向巷道中心收敛;巷道竖向位移受弱面倾角影响较大,随着弱面倾角的增大,最大位移从拱顶逐渐转移到巷道左帮;巷道两帮的变形量随着弱面倾角的变化呈现明显的不均匀变形特征,所设置的监测点显示巷道两帮的位移在特定的弱面倾角范围内表现出相反的变化趋势.该研究结果可为巷道支护设计及工程应用提供技术支撑.

摘要:为了揭示急倾斜特厚煤层开采矿压显现规律,建立急倾斜特厚煤层工作面数值分析模型,研究水平分段开采过程的应力场-位移场演化规律,确定矿压防治的重点区域,提出针对性的防治建议.结果表明:急倾斜特厚煤层开采煤岩应力场呈现非对称分布特征,顶板侧煤岩处于外错应力集中区,底板侧煤岩处于上方采空卸压区,顶板侧煤岩是防治的重点区域;急倾斜特厚煤层开采工作面煤体变形以底煤底鼓为主,呈现中间大两侧小的“单峰”分布;煤岩位移场演化受开采深度影响显著,上覆岩层随开采深度增大依次发生破断;通过顶板预处理和煤岩体强度弱化可实现对急倾斜特厚煤层开采矿压显现的有效防治.

摘要:为提高煤层顺层钻孔瓦斯抽采效率及经济效益,以湖南某矿3#煤层为原型,建立煤层顺层钻孔瓦斯抽采物理模型.采用COMSOL软件进行不同工况参数组合下的煤层顺层钻孔瓦斯抽采仿真研究,并结合该矿现场实际情况优化钻孔参数.结果表明:抽采负压对煤层瓦斯压力影响极小,对瓦斯抽采量影响明显;在同一抽采负压下,钻孔直径对煤层瓦斯压力有影响;在该矿3#煤层顺层钻孔瓦斯抽采中,抽采负压为18 kPa、钻孔直径为94 mm时可以达到理想的抽采效果及较好的经济效益.

摘要:当电磁波的波长小于地下地质体的尺寸时,电磁波会在地质体分界面上发生反射与折射,但现有文献未对这种反射与折射的矢量方向做统一规范化的表述.基于此问题,从理论层面分析探究平面电磁波在地下良导体界面上的反射与折射的传播规律及其传播方向.根据电磁波电场和磁场矢量的相互关系,从折射定律出发,结合天然电磁法在地表探测的实际应用情况,对地下良导体界面上电磁波的反射与折射问题进行理论推导与分析.研究发现:当天然电磁信号入射到地下良导体界面上时,折射波始终与入射波同相;而在TE模式时,反射信号E2则与入射信号E0反相,TM模式时反射信号H2则与入射信号H0同相.由此可确定天然电磁信号在地下电性分界面上的反射和折射的矢量方向,这也为选频测深法的正演模拟提供了一定的理论参考.

摘要:渗流对边坡稳定性具有重要影响,为了解高密度电阻率法在渗流试验中的探测效果,建立边坡模型,并对模型边坡渗流裂隙进行探测,通过高密度电阻率法反演数据与降雨入渗时边坡渗流裂隙变化的对比,得到高密度电阻率法在渗流试验中探测的可行性.以0.62 mm/min的降雨强度进行2次集中降雨,间隔时间为12 h.首次集中降雨时,雨水下渗较为均匀,随着渗流的进行,边坡表面出现细微裂隙,同时高密度电阻率法反演图像中显示边坡内部出现视电阻率较周围高的异常体,并且范围逐渐扩大;第2次集中降雨时,由于裂隙附近的细微颗粒被带入裂隙,导致裂隙重新闭合,随着降雨继续,裂隙再次沿原有裂隙裂开,如此反复,边坡裂隙从无到有并经历“裂开—闭合—裂开—闭合”的循环,导致裂隙逐渐变宽.通过高密度电阻率法探测,其反演视电阻率结果与边坡实际裂隙变化情况吻合,说明高密度电阻率法能有效地应用于渗流试验中,并能发挥良好的探测效果.

摘要:为了研究矿井提升机在提升作业时制动系统的工作特性,在分析其盘式液压制动系统工作原理的基础上,对盘式制动器的结构进行设计,并于AMESim软件中搭建矿井提升机盘式液压制动系统的仿真模型,模拟盘式液压制动系统在正常松闸、紧急制动、柔性制动这3种不同工作情形下的制动性能.仿真结果表明:在正常松闸情况下,制动系统能以较快的速度松闸;在紧急制动情况下,油压可在制动功能开启后骤减至零,从而实现紧急制动;在柔性制动情况下,油压在制动功能开启后分段式减小,从而实现柔性制动.总体来说,所设计的矿井提升机盘式液压制动系统制动性能良好,可为相关的制动系统性能的改进与完善提供参考.

摘要:大型矿山运输车辆电动化是新能源矿卡领域重要的研究方向之一,对改善能源和环境问题,推动我国大型运输矿卡供给结构性改革有重大意义.分析大型露天矿山运输车辆电动化的发展前景,并与传统燃油矿卡和电动轮矿卡进行对比;对传统燃油矿卡设备存在的问题进行剖析,分析其局限性;从电动矿卡研发的几个关键方面分析矿卡电动化技术的发展趋势,认为矿卡运输行业实现车辆驱动技术更新及露天矿山领域电动化有利于推动矿山运输行业向绿色、低碳、节能、环保方向发展.