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金属矿山 2016年第8期45卷 28-33页

作者：宋朝阳纪洪广孙利辉北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

开采扰动诱发断层活化是导致矿坑涌水量增加的重要影响因素。通过岩石全应力-应变、渗透试验,并建立矿区地质模型及数值计算模型,分析开采扰动对断层活化的影响范围及进行定量化研究。研究表明:峰后岩石渗透率约为峰前岩石的渗透率的2倍... 详细信息

开采扰动诱发断层活化是导致矿坑涌水量增加的重要影响因素。通过岩石全应力-应变、渗透试验,并建立矿区地质模型及数值计算模型,分析开采扰动对断层活化的影响范围及进行定量化研究。研究表明:峰后岩石渗透率约为峰前岩石的渗透率的2倍,峰后岩石裂纹的贯通导致渗透率发生本质变化;露天坑三维地质模型显示覆岩断层为主要导水通道,且受地下开采扰动的影响显著;露天坑右侧边坡的位移值是左侧边坡位移值的4倍,易发生断层岩移导致涌水量突增以及边坡滑动的风险;根据位移梯度变化开采扰动区域可分为岩体破裂冒落区,破裂过渡区、变形移动区、微变形区和未扰动区5个区域。研究结果有利于优化地面堵水注浆帷幕的布置。

关键词：断层开采扰动导水位移梯度

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缓倾斜破碎矿床上向进路膏体充填采矿技术

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金属矿山 2016年第8期45卷 12-18页

作者：徐恒王贻明吴爱祥李芳芳高维鸿北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

谦比希铜矿西矿体矿岩破碎、稳固性差,水文地质条件复杂,开采技术条件差,初选上向水平充填采矿法,矿山结合实际情况,进行了2次工艺优化,最终确定采用上向进路膏体充填采矿法进行回采。结合矿山矿岩物理力学性质试验、工程地质调查和稳... 详细信息

谦比希铜矿西矿体矿岩破碎、稳固性差,水文地质条件复杂,开采技术条件差,初选上向水平充填采矿法,矿山结合实际情况,进行了2次工艺优化,最终确定采用上向进路膏体充填采矿法进行回采。结合矿山矿岩物理力学性质试验、工程地质调查和稳定性评价等前期工作,先后2次在此基础上对采场布置方式、结构参数进行优化,开展了采场围岩分级分区和支护等工作。现场生产表明:采用上向进路膏体充填采矿后,矿石回收率从原有的50%提升至80%,贫化率从15%下降到6%以下,采矿生产能力达3 000 t/d,每年为矿山节省或创造450万美元经济价值,有效解决了该矿山缓倾斜破碎矿床开采难的问题。

关键词：缓倾斜矿岩破碎上向进路充填采矿膏体充填

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全尾砂膏体搅拌技术现状及发展趋势

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金属矿山 2016年第7期45卷 34-41页

作者：杨柳华王洪江吴爱祥高维鸿北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

搅拌作为胶结充填关键环节,它的优劣直接影响水泥分散效果、料浆输送性能,以及水泥单耗和充填体强度。然而目前膏体充填技术研究主要集中于尾砂浓密、管道输送及充填体力学性能等方面,极少涉及料浆的搅拌过程。随着膏体充填技术的发展,... 详细信息

搅拌作为胶结充填关键环节,它的优劣直接影响水泥分散效果、料浆输送性能,以及水泥单耗和充填体强度。然而目前膏体充填技术研究主要集中于尾砂浓密、管道输送及充填体力学性能等方面,极少涉及料浆的搅拌过程。随着膏体充填技术的发展,膏体搅拌环节的不足逐渐暴露:多尺度物料弥散效果差、均质化困难,致使胶凝材料水化不充分;单套搅拌设备能力不足,限制了整个系统充填能力的提升;颗粒混合弥散运移规律及低效区消除等关键问题无法解决。目前暂无性能优异的膏体专用搅拌机,主要借鉴混凝土搅拌设备及工艺,由于全尾砂物料细、料浆黏度高、屈服应力大,导致混合分散困难,设备适应性差、能力不足等。因此,发展大流量膏体专用搅拌工艺及其配套设备迫在眉睫。

关键词：膏体搅拌分散效果均质化弥散运移规律低效区

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膏体充填技术现状及趋势

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金属矿山 2016年第7期45卷 1-9页

作者：吴爱祥王勇王洪江北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

膏体充填技术是充填关键设备突破和井下采矿需求共同发展的产物,该技术在我国得到迅速推广应用。随着膏体技术应用逐渐成熟,其正朝着精细化研究方向发展,旨在提高充填质量、降低充填成本。叙述了膏体充填概念、工艺特点及技术优势,介绍... 详细信息

膏体充填技术是充填关键设备突破和井下采矿需求共同发展的产物,该技术在我国得到迅速推广应用。随着膏体技术应用逐渐成熟,其正朝着精细化研究方向发展,旨在提高充填质量、降低充填成本。叙述了膏体充填概念、工艺特点及技术优势,介绍了膏体充填技术在国内外的发展历程和应用现状。对新型胶凝材料、全尾砂脱水技术、膏体流变学、硬化膏体多场性能和膏体微观性能等热点方向研究现状进行了分析。同时,对新疆伽师铜矿和赞比亚谦比希铜矿膏体充填系统做了介绍。最后,提出了膏体充填技术在中国的发展趋势。

关键词：膏体充填工艺特点发展历程现状趋势

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金源矿区深部开采模拟及稳定性分析

金源矿区深部开采模拟及稳定性分析

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第七届中国矿山数字与智能技术装备大会

作者：苗胜军王浩崔广建王子木梁明纯郝欣北京科技大学土木与环境工程学院北京 100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京 100083 鞍山钢铁集团矿业公司辽宁鞍山市 114001

灵宝金源矿区已进入深部开采,采场稳定性对矿区的安全开采的影响极大.使用FLAC3D软件,对该矿区进行了深部开采的数值模拟,其模拟结果表明:矿区最大主应力主要集中于各开采阶段工作面顶部和底部围岩,两帮围岩也出现不同程度的应力集中现... 详细信息

灵宝金源矿区已进入深部开采,采场稳定性对矿区的安全开采的影响极大.使用FLAC3D软件,对该矿区进行了深部开采的数值模拟,其模拟结果表明:矿区最大主应力主要集中于各开采阶段工作面顶部和底部围岩,两帮围岩也出现不同程度的应力集中现象;随着阶段开采向上推进,该矿区拉应力极值较小且基本保持不变,一般不会出现围压的拉伸破坏;中段开采的各阶段,底板均有不同程度的些许微弱底鼓现象.开采过程中应对顶板进行加固支护并密切监测其变化,由于出现了部分破碎围岩,可设立人工矿柱支撑,此外,可采取例如减小采场宽度的方法以增加采场稳定性,减少岩爆事故的发生.

关键词：矿区深部开采采场稳定性数值模拟

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采空区顶板流变破断发展及灾变时间

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中国有色金属学报 2016年第3期26卷 666-672页

作者：李铁刘诗杰马海涛张山林北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中国安全生产科学研究院北京100012 矿山采空区灾害防治国家安全生产监督管理总局安全生产重点实验室北京100012

采用广义Kelvin体建立采空区顶板-矿柱流变体系,基于弹性力学理论进行体系沉降与时间对应关系的求解,并带入实际案例进行验证。结果表明:顶板沉降发展总体符合广义Kelvin体描述的阶段性沉降特性,但由于实际边界条件的改变为一渐变过程,... 详细信息

采用广义Kelvin体建立采空区顶板-矿柱流变体系,基于弹性力学理论进行体系沉降与时间对应关系的求解,并带入实际案例进行验证。结果表明:顶板沉降发展总体符合广义Kelvin体描述的阶段性沉降特性,但由于实际边界条件的改变为一渐变过程,顶板沉降可表现为多阶段变化,甚至连续变化。尽管顶板实际沉降变化受过程影响与理论计算有所差别,但建立的基于广义Kelvin体的采空区流变模型对采空区稳定时间预测较为可信,可应用于矿山稳定性评估及合理采取安全措施。

关键词：采空区流变性能广义Kelvin体本构模型顶板沉降

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高强混凝土单轴压缩声发射频率特征试验研究

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应用声学 2016年第3期35卷 248-254页

作者：纪洪广刘翔宇曾鹏刘娟红吴瑞东北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

为研究高强混凝土破裂前声发射信号的频率特征,对C60、C70、C80高强混凝土试件进行单轴压缩下的高、低频双通道声发射试验,得到破裂过程的力学参数和声发射参数,探求高强混凝土不同加载阶段声发射信号频率的分布特征。研究表明,三种高... 详细信息

为研究高强混凝土破裂前声发射信号的频率特征,对C60、C70、C80高强混凝土试件进行单轴压缩下的高、低频双通道声发射试验,得到破裂过程的力学参数和声发射参数,探求高强混凝土不同加载阶段声发射信号频率的分布特征。研究表明,三种高强混凝土在峰值应力前,高、低频通道声发射信号均集中在特定的频段内;临近峰值应力时,高、低频通道的声发射信号频率向低频段移动,同时优势频段内的频率趋于分散,这可作为预测高强混凝土破坏的前兆信息。

关键词：高强混凝土单轴压缩声发射频段

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地应力状态与岩石力学性质的关系研究

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矿业研究与开发 2016年第12期36卷 33-39页

作者：李鹏北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

地应力是工程稳定性设计的基本参数,与岩石力学性质密切相关。根据收集到的969组地应力实测数据,对最大和最小水平主应力随深度H的变化规律进行了回归分析;并从中选取同时带有岩石弹性模量E和泊松比v的112组数据,研究了E、v与H的关系、... 详细信息

地应力是工程稳定性设计的基本参数,与岩石力学性质密切相关。根据收集到的969组地应力实测数据,对最大和最小水平主应力随深度H的变化规律进行了回归分析;并从中选取同时带有岩石弹性模量E和泊松比v的112组数据,研究了E、v与H的关系、最大和最小水平主应力分别与E、v的关系及最大和最小水平主应力与H和E的关系。结果表明,我国大陆地区最大和最小水平主应力整体上随深度增加而增大,呈线性增长关系;E与H没有明显的相关关系,随H的增加而有降低趋势;v整体上随H变化幅度较小,数据主要集中在直线v=0.23的两侧;消除深度的影响后,所选取的3个深度范围的最大水平主应力与E有一定的正相关关系,最小水平主应力与E的线性相关性较差,且出现了不一致现象,E对最小水平主应力的影响程度较小,对最大水平主应力的影响程度较大;最大和最小水平主应力总体上均随v增加有增大趋势,规律性不显著;对于最大和最小水平主应力分别与H和E的关系,修正了已有的数学模型,回归精度有所提高。

关键词：地应力弹性模量泊松比相关性分析修正的数学模型

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基于动态故障树的煤矿突水风险概率评价

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中国矿业 2016年第7期25卷 102-108页

作者：王华蓥李仲学赵怡晴雷炜舒杨北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

故障树分析是煤矿突水的常用风险评估方法,考虑随着时间的推移基本事件和布尔逻辑关系变化的动态故障树是煤矿安全事故研究的热点领域,而其中一个难题是在动态故障树仿真时,难以获得基本事件在不同时间点的失效或修复概率。本文邀请专... 详细信息

故障树分析是煤矿突水的常用风险评估方法,考虑随着时间的推移基本事件和布尔逻辑关系变化的动态故障树是煤矿安全事故研究的热点领域,而其中一个难题是在动态故障树仿真时,难以获得基本事件在不同时间点的失效或修复概率。本文邀请专家评价我国煤矿突水动态故障树分析中基本事件的失效或修复可能性,采用三角模糊数对专家的评价语言量化,通过反模糊化和矩量法,计算基本事件失效和修复时间的Weibull分布参数,依据计算和查阅的数据,对煤矿突水动态故障树模型进行Monte Carlo仿真,结果表明我国煤矿在动工2.5年后突水事故发生概率在0.001上下波动。

关键词：煤矿突水动态故障树三角模糊数

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基于Morris法的单裂隙岩体温度场参数灵敏度分析

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采矿与安全工程学报 2016年第1期33卷 152-157页

作者：刘波金爱兵高永涛邓富根北京科技大学土木与环境工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 国家开发银行股份有限公司青海省分行青海西宁810001

通过数值模拟(3DEC)的方法,建立深部单裂隙岩体水流-传热模型,再结合Morris全局敏感性分析法,通过一次只改变一个参数的取值方法轮流计算各参数的"基本影响",并计算它们的均值μ和方差σ,根据μ和σ的大小判断各参数对模型温... 详细信息

通过数值模拟(3DEC)的方法,建立深部单裂隙岩体水流-传热模型,再结合Morris全局敏感性分析法,通过一次只改变一个参数的取值方法轮流计算各参数的"基本影响",并计算它们的均值μ和方差σ,根据μ和σ的大小判断各参数对模型温度值输出影响情况,并分析μ和σ的时空变化规律。结果表明:裂隙开度(b)、水岩热交换系数(h)、岩体热传导率(K^T)、岩体比热容(C_s)、流体比热容(C_f)对模型温度值的输出影响较大,且岩体热传导率(K^T)、岩体比热容(C_s)、裂隙开度(b)与其他参数产生较大的相互作用;μ和σ随着时间步的增加大致可以分为3个阶段,即快速增加阶段、缓慢增加阶段和稳定阶段;沿着裂隙流体流动方向与裂隙法向方向,各参数的μ和σ呈现减小的趋势;岩体比热容(C_s)对温度值的影响是正作用关系,裂隙开度(b)、流体比热容(C_f)是负作用关系,水岩热交换系数(h)、流体速度(u)、岩体热传导率(K^T)根据位置不同,既有正作用关系,又有负作用关系。

关键词：单裂隙岩体温度场 Morris法参数灵敏度分析

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