基于三维激光扫描的岩体结构面信息提取

以地下矿山工程中的岩体结构面信息为研究对象,应用三维激光扫描技术与地质构造分析相结合的研究手段,将岩体结构面信息提取和三维激光扫描技术进行系统集成.利用Z+Flasercontrol点云数据处理程序和Geomagic Studio逆向工程软件对围岩点云信息进行预处理.基于Java语言开发了由点云数据获取结构面信息的点云数据处理系统,并应用Dips地质构造分析软件分析结果,结合人工测量数据验证此系统的准确性与可行性.研究结果表明,和传统方法相比,该方法具有快速、自动、高精度和远距离测量的优点.     

上盘矿柱诱导冒落回收力学分析

针对缓倾斜、中厚矿体高效开采方法研究中,上盘岩体含水、破碎,回采爆破易造成该岩体损伤、破坏而导致贫化过早,涌水量增大,矿石结块,放矿困难等问题,提出预留上盘矿柱,减缓爆破震动对上盘围岩损伤;同时在下分段布置诱导炮孔,破坏残留区域根基,诱导预留矿柱冒落,达到回收矿柱的目的.采用Flac3d对回采过程中预留矿柱的应力、位移、塑性区等扩展、发育过程中力学机制进行模拟分析,反演了回采过程中预留矿柱对减缓上盘岩层破坏力学过程,得出在分段上盘预留2 m厚的三角保护矿柱,可有效地控制塑性区的发展,有利于维持上盘的稳定性,且在下分段拉槽时,进行诱导崩落,可以将该矿柱完全回收.     

矿体阶段开采顺序的选择及数值模拟

利用2D-σ程序对深部矿体不同开采顺序的应力场和位移场进行数值模拟.研究结果表明,采用上行式阶段开采顺序,采场顶板破坏度、位移值和垂直方向应力值均小于下行式开采,在矿床开采末期,地表的沉陷范围及各阶段顶板和边帮的位移均小于下行式开采.因此,采用上行式阶段开采顺序有利于改善采场的稳定性及减轻或避免深部硬岩开采诱发的岩爆灾害,从回采工艺过程方面分析,更有利于矿山实现的无废开采新技术,具有显著的经济效益和社会价值.     

无底柱分段崩落法多端壁倾角下崩矿步距优化

分析了崩矿步距优化的原则,确定以"回贫差最大"作为最优指标判据,以端部放矿实验为手段来测绘该结构参数下的放出体形态,利用实验获得的形态参数,计算崩矿步距的最优范围,辅助"相似矿山类比法和经验法",最终确定崩矿步距的最优范围为3.6~4.8 m.此外,考虑端壁前倾对降低贫化率和废石混入率具有较好的效果,参照国外生产矿山实际应用,以1∶50相似比开展了端壁倾角为80°,85°,90°条件下最优步距范围内3.6,4.0,4.4,4.8 m的放矿步距相似实验.实验结果表明,步距4.4 m,倾角90°方案对应的参数为梅山铁矿18 m×20 m条件下最佳结构参数.     

红透山矿深部开采岩爆潜在区微震活动性研究

应用表面应变法测试了红透山矿深部开采地应力值,据此对红透山矿深部岩体的矿岩冲击性进行分析;在-767m水平13采场构建红透山铜矿三维地质模型,布设传感器,建立矿山微震监测系统,对深部地压活动规律进行连续监测,捕捉由地压活动引起的微震活动信息,并实现微震源定位.应用神经网络模式识别方法将微震监测信息中的干扰信号(爆破、凿岩、动力电等)剔除,有效地显现微震监测定位结果;通过区分微震能量释放大小来区分不同微震事件的产生原因;对连续监测的微震活动事件进行时间非线性分析,根据在单位时间内微震事件活动数目来判断岩爆发生的可能,这对于开展矿山动力灾害的预测研究具有重要的现实意义.     

铝合金薄板含胶滚压成形工艺建模及实验

在门盖件滚压成形中,非金属折边胶层以及轻质金属与折边胶的交互作用影响门盖的制造精度和性能,为汽车车身薄板含胶滚压成形及其质量控制研究带来显著困难.为此,建立基于有限元-光滑粒子流体动力学法(FEM-SPH)的铝合金薄板含胶滚压成形数值分析模型.利用SPH模拟折边胶挤压流动过程,结合FEM建立含胶薄板的滚压仿真模型.搭建...     

硬岩采场新型预应力膨胀支柱的研发及应用

针对硬岩采场原岩矿柱损失率高、传统人工矿柱无法有效接顶等难题，利用自主研制的膨胀材料水化反应后体积增大特性，研发一种新型预应力膨胀支柱;基于室内和现场工业试验，测定其膨胀力学性能和承载机制.试验结果表明，桶式膨胀装置(即膨胀支护动力源)在约束条件下，随着膨胀材料装填量的增加，其主动支撑力增加，且增幅逐渐加大;在全约束且满装膨胀材料的条件下，主动支撑力可达500kN.预应力膨胀支柱具有架设周期短(约4h)、主动支撑力大(约600kN)的优点;在房柱法残留矿柱回收过程中，预应力膨胀支柱呈现出应变硬化承载特性，原岩矿柱的负载能够成功地转移至预应力膨胀支柱之上;在确保顶板安全的条件下，试验采场经济效益增加170万元.     

地下工程岩体节理迹长统计下限值的确定方法

以山东某金矿为工程依托,以实际获得的岩体节理信息为样本,借助聚类分析方法及其指标,采用全面实验法,开展地下工程岩体节理迹长统计下限值的确定方法研究.从节理迹长统计下限值的定义及特征入手,借助DBI指标(Davies-Bouldin index, DBI)实现优势节理组的划分与最佳优势节理分组方案的确定.取离散性系数k是否大于或等于20作为判别节理组能否作为优势节理组的条件,采用离散性系数k及其概率分布指标n综合分析确定岩体区域节理迹长统计下限值,构建在不同岩体条件下确定节理迹长统计下限值的方法,旨在剔除随机节理,优化节理样本数据,精确获取岩体节理空间分布特征.     

岩石非均匀性和围压对Kaiser效应的影响

为了解采用Kaiser效应测原岩应力过程中的影响因素,应用岩石破裂过程分析软件(RFPA2D)对岩样进行数值模拟分析。结果表明:利用Kaiser效应测得的原岩应力值比真实值要小;岩石先前所受围压越大,岩石的均匀性越差,利用该方法测得的Felicity比值越小,Kaiser效应点应力值与真实值相差越大;对于均匀性极差的试样,Felicity比值曲线在首次加载施加围压后出现明显的拐点;随着岩石均质度的提高,先前所受围压对于Kaiser效应的影响逐渐降低。Kaiser效应的本质是对岩石内部损伤的记忆而不是对先前所受最大应力的记忆,要想得到准确的原岩应力,必须根据岩石的损伤本构关系对单轴加载得到的Kaiser效应点应力值进行修正。     

不同岩石声发射活动特性的实验研究

应用声发射及其定位技术,对不同岩样破裂过程的声发射活动规律进行实验研究,借以揭示不同岩样的破裂失稳机理.实验结果表明:几种岩石的破坏模式相同,均发生劈裂破坏;在相同实验条件下,在初始加载时,5种岩样产生的声发射事件均比较少;随着载荷的增加,不同岩石的声发射活动表现并非一致,砂岩在整个加载过程产生的声发射事件数最少,而花岗岩产生的声发射事件数最多;砂岩和花岗岩(红色)其声发射事件变化率非常明显,在破坏前无任何征兆;由于声发射事件定位是时差定位法,岩样波速影响着声发射事件的定位,砂岩、大理岩(黑色)及花岗岩(红色)等岩样没有得到定位结果;而花岗岩与大理岩的声发射定位结果,直观反映了其内部裂纹初始、...