受不良地质条件及极端气候影响,蒙古国敖包锌矿开采过程中,露天边坡出现不同程度破坏、滑动,对矿山安全生产造成了严重威胁。为解决矿山边坡面临的问题,基于边坡冻融作用对边坡影响及整体边坡稳定性状况的研究,制定了整体边坡结构参数优化与局部失稳边坡加固的综合治理方案,成功治理了敖包锌矿失稳边坡,从根本上消除了边坡对矿山安全生产的威胁,...
为研究浸矿饱和状态下降雨对边坡稳定性的影响,利用相似理论建立边坡内注液/降雨模型,通过数值模拟研究注液及注液降雨耦合(3,9,50,90mm/d)下的边坡稳定性。注液含水率测定过程中,受影响较大的深度范围为70~50cm。水平坡面10cm处的4个监测点中,点1的初始含水率变化率最大,其他3个点曲线斜率较小,在注液期间边坡整体为稳定状态。降雨实验过程中发...
为分析顶板稳定性状况,运用可靠性理论及弹性力学理论构建空区顶板极限平衡方程;同时运用SPSS软件对室内岩石力学试验获取的相关力学参数值进行统计分析,得到其概率分布类型及数理值;运用Matlab软件获取随机数进行蒙特卡洛模拟,得出顶板失稳概率及可靠指标;将其应用于某金矿,结果表明该金矿采空区顶板目前处于可靠状态;最后运用FLAC3D软件对空区...
针对大采高工作面回撤通道顶板稳定性差、围岩非对称变形破坏严重等系列难题,以2101大采高工作面回撤通道为研究对象,综合运用理论分析、数值模拟、力学建模等多种研究方法对回撤通道顶板破断结构稳定性进行了系统研究。阐明了影响基本顶断裂特征的关键因素;分析了不同破断结构下巷道围岩的破坏特征;建立了"长关键块"结构力学模型,并推导出支架...
以治理西华山钨矿T2塌陷区为背景,对治理方案优选问题进行了研究。提出设计隔离墙搭配不同位置的隔离板及不同充填材料的充填组合方案,采用FLAC3D软件对6种组合方案进行数值模拟,得到其塑性区体积、地表沉降位移、剖面参数等数据,通过模糊综合评判、层次分析法及无量纲化处理等方法进行优选评价,得出了最优方案。对相似工程实践有一定的参考价值...
针对小煤窑开采后,特厚煤层大断面巷道变形破坏严重的问题,采用现场实测和数值模型结合的手段,分析了塔山煤矿1070辅助运输大巷变形破坏特征,提出了"注浆+工字钢支架+锚杆二次支护体系",采用数值模拟手段分析了二次支护效果,并在塔山矿1070辅助运输大巷进行了工程实践。实测表明,二次支护的巷道两帮垂直应力均有一定程度增加,巷道两帮承载能力增...
在西部高应力软岩中进行大断面硐室施工,极易引起快速、持续、严重的底板隆起事故,造成底板挠曲褶皱破坏,给矿井开拓和采矿运输带来极大的挑战。针对麦垛山煤矿18-2~#大巷水平石门硐室实际情况及西部软岩的典型地质特征,研究了深部软岩硐室的底臌形成机理,并根据主、被动支护相协调的理念,提出了"一次砌筑+锚梁、锚杆+二次砌筑"的软岩硐室底臌综...
冲击地压评价指标具有灰度、模糊性等特点,难以确定合理的指标权重,致使传统的评价方法精度较低,无法满足工程需要。针对此问题,基于集对分析和区间三角模糊数,构建了SPA-ITFN冲击地压评价模型。集对分析中多元联系数可以兼顾评价指标的确定性和不确定性,区间三角模糊数使得等级之间界定更加准确;构建了以开采深度、采煤方法等12个指标的冲击地...
针对山东某煤矿首采工作面出现的矿震异常现象,通过现场数据统计和理论分析,探明了该矿矿震为原岩应力与构造应力耦合型。基于应力和能量转移原理,提出了该矿矿震的发生机理为两种应力的耦合,并建立了原岩应力"破坏-重塑"后与断层构造应力叠加的物理模型;为确立合理的工作面开切眼位置,推导出了此类型矿震发生的判断准则,最终建立了原岩应力破坏...
露天矿爆破开采产生的岩体位移将影响矿石的分布,从而造成矿石的贫化或损失。为了较准确地把握爆破后矿石分布情况,采用径向基函数神经网络对爆破后岩石的位移进行预测。由于爆破后岩石的位移十分散乱,无法将其具体到爆破的每个部位,故将其转化为剖面多边形的质量中心进行整体考虑,由此完成爆破后岩体位移的量化过程。同时,针对样本数量不足的情...
为加深对含瓦斯煤损伤与渗透特性认识,对新景矿含瓦斯原煤进行了不同瓦斯压力下的常规三轴加载和分段变速加载力学-渗透-声发射同步试验。试验结果表明:两种应力路径下,含瓦斯煤在加载破坏过程中的偏应力和渗透率随加载时间的变化均包含5个阶段,其声发射计数、能量、累计计数和累计能量随加载时间变化均包含4个阶段。分段变速加载条件下含瓦斯煤...
针对云南恩洪矿区某小型高瓦斯煤矿采掘面瓦斯超限、措施失效的问题,采用现场调研、走访交流、理论计算相结合的方法对采掘面瓦斯超限的影响原因展开了分析研究,得到瓦斯超限的关键性原因是被保护层卸压瓦斯未有效治理,在此基础上提出了以"保护层开采+被保护层卸压瓦斯抽采+瓦斯发电+余热利用"为核心内容的"煤与瓦斯共采共用"技术解决方案。实践...
多横栓土锚采用电动机转动带动带有内螺纹的金属块体向径向压土,将金属块体压入钻孔的土中,并通过挤压形成多个栓腔,灌注水泥浆或水泥砂浆固化成锚固体。为了研究多横栓土锚抗拔特性,对其水平方向的位移、承载力、侧摩阻力和荷载传递规律等问题进行了数值模拟分析。研究表明,对于素填土,埋深5.12m、直径150mm、长度5.12m、横栓间距320mm的多横栓...
针对低透气性煤层瓦斯抽采难度大及效率低等问题,采用了水力冲孔技术对瓦斯进行抽采。在多物理场及损伤力学的基础上,建立了煤层损伤-渗流耦合方程,利用COMSOL Multiphysics软件数值模拟了平煤十二矿己15号煤层17220工作面水力冲孔对煤层增透效果的影响,得出了当单孔冲孔煤量一定时,瓦斯抽采有效半径随着注水压力的增加而逐渐增大,但是当注水压...
基于偏W型通风形式及其瓦斯治理的特点和作用,以太岳煤矿2201工作面为研究对象,采用FLUENT计算模拟不同中间巷位置下采空区瓦斯的涌出规律和瓦斯浓度分布,并研究了中间巷的位置对采空区瓦斯涌出形式、涌出范围及采空区内部瓦斯分布的影响。模拟结果表明:在考虑满足煤体支护强度、控制采空区瓦斯涌出形式和涌出区域要求的条件下,确定了中间巷的合...
以七五煤矿217工作面为例,依据气固两相流理论,运用FLUENT数值模拟软件,建立综采工作面简化模型,对井下综采工作面风流分布和粉尘浓度逸散规律进行模拟研究,并结合现场实测数据对模拟结果进行分析验证,研究结果表明:综采工作面风流受采煤机与液压支架的阻碍作用,发生扰流,在采煤机与移架完成区下风侧形成高风速区,最高风速可达3.5 m/s以上;粉尘...
利用单轴压缩试验机对含不同倾角的条形裂隙试样和不同孔心距与不同圆心连线倾角的双圆孔试样进行了抗压强度试验,同时利用PFC颗粒流模拟软件模拟不完整岩石试样在有无围压条件下的受压破坏过程,实验与模拟相结合,结论如下:含不同倾角的条形裂隙试样,初始裂纹方向近乎垂直于预置裂隙方向,随着裂隙倾角的增大,试样的单轴抗压强度先减小后增大,随...
为研究膨润土对全尾砂胶结充填体力学特性的影响,制作了添加膨润土的充填体试样进行单轴压缩试验。试验结果表明:添加膨润土的充填体试样的单轴抗压强度,弹性模量随膨润土掺量变化的规律相似,均表现为当膨润土用量逐渐增加时,抗压强度和弹性模量呈现先减少后增大的趋势。添加适量的膨润土可以增强充填体的塑性。
对某矿渣基注浆材料不同水化龄期的水化产物进行XRD、TG-DTA、SEM-EDS分析,从注浆材料水化产物的物相组成、微观结构和表面形貌充分研究该矿渣基注浆材料的水化反应机理。结果表明:水化初期,矿渣基注浆材料中Ca3SiO5参与水化反应,生成强碱性物质Ca(OH)2,激发矿渣中的隐晶质颗粒水解生成低钙的CSH凝胶和C3AH凝胶混合物;在水化后期,生成以C2SH凝胶...
为了掌握砭家沟尾矿库的渗透特性,通过现场勘察及理论分析,建立了尾矿库渗透系数随高度的负指数变化模型,并计算了水力梯度。结合尾矿库所处的实际环境,研究了尾矿库的干滩长度及排水涵管的排渗能力对浸润线的影响程度。结果表明,当干滩长度由120m减小到60m时,初期坝上游坡面的最小埋深降低了73.2%,当发生渗流破坏后,干滩长度由30m减少到0m时,浸...
利用苦参、桔梗和板蓝根三种中药材作为修复植物对铁尾矿区进行生态修复。对铁尾矿的物理性状综合效应和植物的生长状况进行分析,结果表明:种子出苗率、株高和叶宽由大到小均为板蓝根>苦参>桔梗;苦参叶片数最多(18),板蓝根次之,桔梗最低;3种植物根冠比桔梗最大,苦参次之,板蓝根最小;经过30d修复后,3种植物均提高了铁尾矿(0.5ms/cm)电导率,其中,...
分析了铁尾矿的成分特点,研究了铁尾矿废石蒸压灰砂砖的配合料组成和成型、蒸养工艺参数、物理力学性能。得到铁尾矿废石灰砂砖的优化配合比为:铁尾矿、废石、石灰的质量分数分别为75%、13%、10%,物理力学性能符合GB11945-1999中MU15蒸压灰砂砖的技术要求。XRD和FE-SEM分析表明:所制备的蒸压灰砂砖中新生成的主要物相是托贝莫来石、水钙铝榴石、...
为阐明电化学作用下电解液浓度对煤系泥岩物性变化的影响规律,以新生代煤系泥岩为研究对象,采用自行研制的渗滤式软岩电化学改性试验装置进行电化学改性试验,研究了不同电解液浓度下泥岩试件的自由膨胀性、吸水性、力学强度等的变化规律。试验结果表明,随着电解液浓度的升高泥岩试件的膨胀率及吸水率均呈现降低的趋势;随着电解液浓度的升高,泥岩...
针对轮式破碎机工作中锤头磨损严重和锤头易松动脱落的问题,以PLM4000破碎机模型为基础,采用参数化建模的方法,建立了3种不同刃角角度的锤头,并利用ANSYS/LS-DYNA进行动力学仿真和分析,得到锤头与物料间接触的二向力和合力的时间历程曲线,以及锤头与锤体接触力的变差系数。分析结果表明:与现有的中刃角锤头相比,大刃角锤头和小刃角锤头与物料的...
在煤炭生产中,输送带纵向撕裂会造成巨大经济损失,因此输送带撕裂检测的实时性和准确性显得格外重要。利用OpenCV开源平台和函数库优点,提出一种小波融合的输送带边缘检测的方法。通过小波多尺度分解将图像分解成低频区域和高频带,对多尺度多方向形态滤波的低频区域和采用改进的Canny算子的高频带分别提取裂纹纹理信息,最后用图像融合技术(逆小...
针对球磨机振动信号非线性、非平稳性导致的负荷状态难以识别问题,提出一种基于经验小波变换(EWT)和奇异值熵相结合的磨机负荷识别方法。首先,采用经验小波变换对磨机筒体的原始振动信号进行分解得到本征模态分量,初步提取球磨机负荷状态特征值;其次,通过相关系数法选出能表征原始信号状态的敏感模态分量进行信号重构;最后,利用奇异值分解技术对...
为对重型刮板输送机可控启动装置(CST)齿轮箱箱体进行减重设计,利用HyperWorks软件对其进行静力分析和模态分析。在此基础上,以加权应变能最小化为目标,以应力、位移、体积比和第一阶固有频率为约束,进行拓扑优化设计。根据优化后的材料密度分布云图对箱体结构进行改进,改进后结构质量减轻228.03kg,减少4.26%。经分析可得,其刚度和强度依然满足...
针对煤矿综掘面风筒出风口风流无法根据掘进实际需求进行动态调控,易造成瓦斯和粉尘积聚隐患问题,提出了出风口的风流动态调控新思路,研发了一种安装于出风口的风流智能调控新装置,用于风速、瓦斯和粉尘浓度最优调控。结果表明:按照推荐的最佳调节方案进行调节,出风口距迎头5m时,调控后使得出风口风速合理降低,回风侧行人呼吸带降尘率达到33.4%;...
对5000m扬矿管在海洋波流联合作用下的纵向振动进行分析,建立扬矿子系统的物理模型和数学模型,研究了在4级风况下,波浪和海流对扬矿管纵向振动的影响。研究结果表明,波流联合作用下产生的液动力会使扬矿管在深海中发生横向偏移和纵向振动,且扬矿管的纵向振动为简谐运动,纵向振动幅值由上到下逐渐减少,最大振动幅值出现在扬矿管的首端,其振动幅值...
构建符合工程实际情况的数值计算模型是数值模拟精确可靠的基础,因此改进和优化模型构建方法,使模型的复杂程度接近于真实情况的研究具有重大意义。提出了以Rhino软件结合Kubrix插件构建FLAC3D模型的方法,并详细阐述了建模的过程思路。以银海矿业下鲍矿区为工程背景,构建了X方向跨2000 m,Y方向跨1400 m,Z方向跨1000m,网格划分为10 m的精细网格模...
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