新型岩巷连续排矸组合系统在邢东矿的应用

通过分析岩巷掘进施工的排矸系统,构建了新型岩巷连续排矸组合系统,即"履带挖斗装载机+皮带机+水平矸石仓+耙斗装载机+矿车"。迎头出矸采用移动式挖斗装载机,实现迎头快速扒、装矸;后路运输采用水平矸石仓配合矿车,实现了迎头施工和后路运输的平行作业。通过对比分析邢东矿-760皮带大巷和轨道大巷,发现新型岩巷连续排矸系统大大提高了出矸效率,解决了制约巷道掘进速度的排矸问题;总结了该新型出矸系统的适用条件。     

新型数字激光动光弹性实验技术在爆炸力学中的应用

 用泵浦激光器和高速数码相机(Fastcam SA5)分别取代传统的多火花式点光源和多幅式胶片相机,将高速数码相机和激光光源组成的高速摄影系统与动光弹性实验方法相结合,建立了新型数字激光动光弹性实验系统。应用该系统进行了爆炸载荷下的动光弹性实验研究,实验显示,与传统动光弹性实验系统相比,新型数字激光动光弹性实验系统具有记录时间长、采集频率高、实验结果可靠、操作方便、便于实现自动化分析处理等特点。研究结果表明,这一新型数字激光动光弹性实验技术是研究爆炸力学的有效工具。     

煤矿深部岩巷掘进爆破试验研究

分析了影响煤矿深部硬岩巷掘进爆破效果的因素。通过对试验工作面岩石物理力学性能的测试，结合试验工作面的具体条件，提出了不同地质条件下合理的炮眼直径、装药直径、掏槽方式和装药方式。介绍了一个典型工作面试验方法、炮眼布置和爆破参数的选取。试验表明：在条件允许的工作面使用煤矿许用二级水胶炸药具有较优的爆破效果和较高的安全性；采用大直径掏槽炮眼和小直径其它炮眼相结合的炮眼布置形式，司达到较好爆破效率和光爆效果。     

低温与冲击耦合作用下红砂岩力学特性试验研究

通过霍普金森压杆（SHPB）动态冲击试验,研究负温状态下红砂岩的动态力学性能,分析不同程度负温对岩石强度性能、损伤变量及能量耗散规律的影响;基于SEM电镜扫描获得的微观断口形貌,剖析较低负温下岩石动态力学性能劣化的原因.研究表明,较低的负温会使红砂岩出现冻伤,在高应变率加载下迅速丧失承载能力,动态力学强度急剧下降;负温相当于给红砂岩施加了预压应力,岩石整体趋于脆性,但抵抗张拉应力的能力得到了增强;根据断口形貌分析,红砂岩在-30℃后强度出现劣化.     

基于电脑凿岩台车地下精准爆破的炮孔孔位双断面智能规划方法

由于钻孔装备技术水平限制,地下爆破设计孔位与实际成孔误差较大且同类孔抵抗线不均匀,导致爆破效率低下,难以满足精准地下爆破的需要。在新一代高精度钻孔定位的电脑凿岩台车出现后以计算程序解决爆破设计同类孔抵抗线不均匀问题,是实现地下矿山智能高效爆破的必备条件。为此提出基于电脑凿岩台车爆破孔位参数的双断面程控规划方法。将整个断面分为均匀区域和不均匀区域两部分,同时考虑了炮孔孔口、孔底抵抗线均匀问题。在不均匀区域内结合区域边缘特征和网格化分割方法,制定多重限定条件优选孔距,实现同类炮孔抵抗线均匀最大化;在均匀区域内采用递归和迭代算法实现孔位坐标和角度计算。为实现智能设计,本方法用程序语言替代了传统图形规划。作为案例,在4.8 m宽3.6 m高工作面内完成所有炮孔的完整规划。在抵抗线不均匀区域内,与用CAD方法得到的图纸相比,本文规划结果在炮孔抵抗线标准差方面提升了40%。通过改善孔位布设,促进了地下爆破向精准、高效和智能方向的发展。     

斜井冻结凿井数值模拟方法

 为提高ANSYS 软件对斜井冻结凿井模拟的准确度, 提出一种双模型法与改进重叠单元法相结合的数值模拟方法。以某矿主斜井表土冻结段施工为背景, 考虑冻土为弹塑性介质, 建立斜井冻结掘砌平面模型, 采用本方法对掘砌模型进行模拟分析, 并与传统方法进行比较。结果显示, 采用双模型法模拟掘砌模型的初始应力-位移环境, 得到的应力场、位移场与围岩未扰动状态下的理论值吻合;改进重叠单元法模拟井帮完全卸载后支护井壁的掘砌过程, 得到不同模型顶面埋深下井壁内外缘的环向应力均小于10^-6 MPa, 井壁位移均小于10^-7 m, 与理论值接近, 且本方法的模拟结果均优于传统方法, 表明本方法具有较好的可行性和较高的模拟精度。     

低温岩石冲击破碎分形特征与断口形貌分析

通过霍普金森压杆（SHPB）动态冲击试验，研究负温状态下红砂岩的动态力学性能，分析不同负温对岩石强度性能、分形维数及耗散能的影响，并结合微观断口形貌剖析较低负温下岩石动态力学性能劣化的原因.研究表明，较低的负温会使红砂岩出现"冻伤"，在高应变率加载下岩石会迅速丧失承载能力，动态力学强度急剧下降，这与静载实验中岩石强度随温度降低逐渐增大的趋势有着较大的差异；冻结岩石试件的耗散能W_L与分形维数D呈正相关性，且与宏观破坏特征有着密切的联系，即耗散能越大，岩石破碎越严重，相应分形维数也越大，但分形维数与耗散能的增速比存在阈值；断口形貌分析结果显示，较低的负温会使红砂岩内部组成物质间界面处生成大量裂纹，这些裂纹尖端塑性变形能力差，在高应变率加载下极易失稳扩展发生低应力脆性破坏，而胶结物由于组成矿物成分复杂更易受负温影响，因此在动荷载和负温双重作用下往往是胶结物处先产生破坏，进而引起红砂岩整体破裂.      

深立井基岩段井壁地压应力研究

揭示深立井及超深立井基岩段井壁地压应力的理论分析方法,为基岩段立井井壁的优化设计奠定基础。首先将立井基岩段井筒及围岩均按照轴对称受力状况建立力学模型,依据井筒开挖前后围岩受力状态的分析,通过围岩内表面与井筒外壁环向或径向应变相等原理,然后依据轴对称原理、弹性理论、静不定问题的求解方法等理论,求解出基岩段井壁地压应力的分布规律。所举算例得到的结果较为充分地反应了井壁中地压应力在井壁结构设计中的作用。其结果对深立井井壁结构的优化设计具有极为重要的指导作用。     

裂纹缺陷对结构动态断裂行为的影响效应研究

采用落锤冲击加载的方式,结合焦散线方法,研究了裂纹缺陷对有机玻璃(PMMA)板条试件动态断裂行为的影响效应。通过对试件断裂破坏过程的观测和分析,得到了裂纹尖端动态应力强度因子和裂纹扩展速度的变化规律。结果表明,该试验加载条件下,结构的断裂韧度约为1.00 MN/m~(3/2);裂纹缺陷的存在对运动裂纹扩展的总体效果是抑制的,含裂纹缺陷试件中运动裂纹的扩展时间约为不含裂纹缺陷的1.5倍;随着裂纹缺陷长度的增加,运动裂纹在缺陷处再次起裂更为困难。