国家科技支撑计划(2006BAB02A02)
- 作品数：34 被引量：544H指数：15
- 相关作者：宋卫东杜建华史秀志周健周科平更多>>
- 相关机构：中南大学北京科技大学武汉钢铁(集团)公司更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金湖南省自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学环境科学与工程石油与天然气工程更多>>
- 采准巷道交岔点围岩受力状态的三维数值模拟研究被引量：12
- 2007年
- 本研究以程潮铁矿为工程背景,针对无底柱分段崩落法开采过程中存在采准巷道纵横交错,形成众多的交岔点,是采场中最容易变形破坏的区段,对井下安全生产构成严重工程危害的问题,采用FLAC3D分析软件,对巷道受力状态较差的联巷交岔点进行三维数值模拟分析,研究其围岩的应力、应变分布特征及规律。不仅弥补了理论分析和现场实测研究中存在的不足,而且对地压控制也具有十分重要的现实意义。
- 匡忠祥宋卫东邓成爱
- 关键词：采准巷道围岩受力状态数值模拟
- 矿山采动卸荷岩体力学参数劣化规律研究被引量：17
- 2012年
- 矿山开采对采动影响区域内的围岩形成扰动,弱化岩体力学性质,其参数劣化规律是数值模拟与分析计算的主要问题之一。以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落试验采场为对象,运用卸荷岩体力学理论,确立了开挖卸荷岩体力学参数计算模拟的计算流程。结合有限元数值模拟方法,建立了岩体卸荷等效模型,进行了6步连续卸荷的计算,得到了地下连续采矿顶板卸荷岩体力学参数的变化规律,并运用多项式实现了卸荷岩体力学参数与卸荷量变化值的函数拟合,获得了采动卸荷岩体力学参数的劣化规律。结果显示,卸荷第6步时,计算不收敛,表明此时顶板已经完全破坏而发生崩落;在卸荷过程中,岩体力学参数均呈逐渐弱化的趋势,其中内摩擦角、凝聚力和弹性模量随开挖卸荷的推进呈逐渐减小的趋势,最终的参数分别相当于初始值的55%、50%和50%,但泊松比呈逐渐增大的趋势,最终值相当于初始值的1.15倍。其结果说明了采动卸荷导致了岩体质量的劣化,卸荷岩体力学参数与卸荷量的函数为采动卸荷力学响应的动态分析提供了理论基础。
- 胡建华雷涛罗先伟周科平张超兰
- 关键词：连续采矿卸荷岩体力学
- 岩石压缩损伤破坏全过程试验研究被引量：15
- 2010年
- 岩石的力学性质对巷道围岩稳定性及变形规律有着重要的影响。对岩样进行三轴压缩破坏全过程及峰后循环加卸载试验研究,探讨围岩超过峰值强度后的变形破坏特征;研究岩石在压缩状态及循环加、卸载条件下的破坏特征及变形机制。研究表明:(1)岩石在单轴或低围压条件下压缩表现为脆性软化特征。随着围压增大,其破坏形态逐步向压剪和塑性屈服破坏形态转变。(2)岩石在峰后区产生显著的体积扩容,且泊松比ν在峰值后区保持为一常数。(3)软岩在峰值后区的循环加卸载出现明显的摩擦滑移特征。岩石破裂后,在整个峰后变形阶段ε3与ε1均呈良好的线性关系。(4)软岩在达到峰值强度时发生破裂和滑移,峰值点即为突变点。
- 宋卫东明世祥王欣杜建华
- 关键词：岩石力学三轴压缩循环加卸载
- 金属矿山崩落法开采顶板围岩崩落机理与塌陷规律被引量：26
- 2010年
- 以湖北程潮铁矿西区开采为工程背景,首先结合2个钻孔实时监测的顶板围岩崩落曲线、矿体赋存条件、地层结构和钻孔岩芯资料,揭示顶板围岩崩落过程的基本特点和机理。其次建立了103个沉降点和55个水平位移点的地表塌陷监测系统,通过对15个月观测资料,特别是对沉降量、沉降速率和水平位移量与时间曲线的关系,以及沉降漏斗发展过程剖面图分析,总结出西区地表变形的量值特征和一般规律。初步揭示了金属矿山无底柱分段崩落法开采过程中,顶板围岩崩落机理和地表沉陷的基本规律。
- 宋卫东杜建华尹小鹏唐国友
- 关键词：无底柱分段崩落法
- 台阶爆破岩石破碎平均粒径预测的支持向量机方法(英文)被引量：17
- 2012年
- 针对传统的岩石台阶爆破破碎评估问题,运用统计学理论,建立预测不同矿山岩石爆破破碎后的平均粒径(X50)的支持向量机(SVMs)回归模型。爆破参数包括爆破设计参数、炸药参数、弹性模量及现场块度大小。SVMs模型选用7个参量作为预测岩石爆破破碎的平均粒径X50输入自变量:台阶高度与钻孔荷载比(H/B),间距与荷载比(S/B),荷载与孔径比(B/D),炮泥与荷载比(T/B),粉因数(PF),弹性模量(E)和现场块度大小(XB)。利用世界各地不同矿山和岩层测量的90组数据来训练和测试SVMs模型,其他12组爆破数据来验证该模型的有效性,并将SVR的预测结果与人工神经网络(ANN)、多元回归分析(MVRA)、传统的Kuznetsov方法及X50实测值进行比较。该方法显现出很好的效果,其预测精度是可以接受的。
- 史秀志周健吴帮标黄丹魏威
- 关键词：岩石破碎爆破平均粒径支持向量机
- 井下泥石流发生机理数值模拟研究被引量：13
- 2008年
- 针对近年来采用崩落法开采的金属矿山井下泥石流频发,危害程度越来越严重的实际情况,以程潮铁矿井下泥石流发生的过程为工程背景,建立由矿石层、覆盖层、隔水层和泥石流层组成的数值计算模型,采用颗粒流(PFC3D)数值模拟软件对泥石流发生的动态过程进行研究,初步揭示了井下泥石流发生的动态演化过程及作用机理,总结出井下泥石流形成的力学实质和应采取的防治措施。
- 杜建华匡忠祥宋卫东王永清
- 关键词：崩落法开采井下泥石流数值模拟
- 高陡边坡下开采挂帮矿对滑体稳定性的影响被引量：26
- 2011年
- 以湖北大冶铁矿尖山IN挂帮矿开采为工程背景,通过室内相似材料模型实验来模拟挂帮矿开采及降雨过程,使用压力传感器、百分表、近景摄影测量等手段监测滑体内应力变化,最终得到边坡沉降规律,最终沉降量43.5 cm与现场监测量35.4 cm较为接近。采用基于极限平衡理论的Geo-Slope软件对开采前后边坡整体的稳定性进行分析和计算,边坡安全系数由1.203降低为1.171,可以得知挂帮矿的开采对边坡整体的稳定性造成一定的影响,但是还不足以产生大规模的滑坡事故。
- 程文文宋卫东张兴才尹家国
- 关键词：边坡挂帮矿
- 基于FLAC^(3D)的复杂条件下露天转地下开采空区围岩变形及破坏特征被引量：36
- 2011年
- 针对铜绿山Ⅰ号矿体露天转地下开采的复杂情况,采用FLAC3D分析不同跨度D及立柱厚度d下采空区围岩的变形及破坏特征;用FISH语言定义岩石剪切破坏的摩尔-库仑判据,实现单元体剪切破坏判据值及其他关键参数在运算过程中的动态监测。依据研究结果,为施工设计提供合理工艺参数。研究结果表明:在空区上移过程中,空区顶板位移及围岩塑性变形区均先减小后增大;立柱稳固时,两者仅与空区跨度有关;立柱不稳固时,立柱厚度开始产生较大影响,跨度增大或立柱变薄,可使两者显著增大,并使空区在更大的顶柱厚度下便受到了露天坑底板压力的影响;立柱稳固时,空区破坏形式均为顶板两端剪切破坏;当跨度D=10 m,且立柱厚度d≤4 m时,立柱开始不稳固,空区破坏形式逐渐转向立柱破坏。
- 史秀志黄刚海张舒周健
- 关键词：采矿工程围岩变形
- 复杂空区群对周边地质体环境影响研究被引量：2
- 2011年
- 为了研究某矿山井下复杂空区群对周边地质体环境的影响,根据现场空区实测数据,采用多款工程应用软件相结合的方式,精确建立了计算区域的数值计算网格模型,并对计算结果进行了研究分析。结果表明:区域内地表存在两个不同幅值的沉降中心,但空区对地表环境影响不明显。空区的形成扰动了地质体内部环境,造成空区周边围岩局部区域位移增加以及应力集中,但应力峰值远小于围岩的极限强度。空区间存在复杂的相互作用关系,在现有地应力及空区赋存条件下,下部中段空区对上部中段空区周边围岩应力分布影响很小,但对位移的分布有显著影响。
- 周科平邓环宇杨念哥
- 关键词：数值模拟围岩应力
- 采区溜井卸矿冲击载荷作用的理论分析与验证被引量：59
- 2011年
- 以运动学理论为基础对矿石在溜井中的运动规律进行理论推导,结合相似材料模拟试验对结果进行对比分析。研究结果表明,(1)初始冲击时法向冲击力较大,随着冲击次数的增加法向冲击力逐渐减弱切向冲击力逐渐增强,对井壁造成的破坏由以法向破坏为主转变为剪切破坏为主;(2)冲击点的间隔越来越大,冲击角度逐渐减小,矿石经过2～3次冲击井壁之后垂直落入井中;(3)理论推导得到形成的2个冲击带位于井口下2.0～5.6m及26.4～38.2m处,试验得出的破坏范围为井口下1.95～10.2m及19.4～40.2m处,试验所得的冲击带范围较理论推导结果略大;(4)处于冲击区域的压力盒数据变化最大,处于矿石磨损区域的压力盒数值变化较小且变化趋势缓和。
- 宋卫东王洪永王欣杜建华
- 关键词：冲击载荷相似模型试验
