2023年第5期目录
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    采矿工程
  • 罗鼎,熊浩凯,王磊,陈晓青
    摘要:
    为改善废石干式充填效果,提高充填强度,采用物理试验和理论计算等方法研究废石干式充填的压实力学特征及其影响因素。结果表明:试样的粒径级配以及级配的连续性对试样的密实度影响较大,连续性级配的密实度较低,试样抗压能力更强。通过极差分析,级配系数n对轴向应变的影响大于最大粒径D;试样轴向应变-应力曲线表明,试样宏观变形的主要来源是对孔隙的直接压缩和填充。变形模量-轴向应力曲线表明,废石试样粒径分布完善,且各范围粒径之间应有一个合理的比例关系,使得试样通过发生较少的轴向应变达到稳定状态。试样分形特征表明,合理的泰波系数n以及最大粒径D可以提高废石颗粒的破碎程度,并提高试样的抗压能力。确定了废石最佳粒径级配:n=0.4,D=30 mm。研究结果对废石干式充填具有一定指导意义。
  • 安全工程
  • 肖 容,韩 追,袁利伟,曹 浪,龙皓楠,许云美,王国龙
    2023,75(5):11-16 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为实现尾矿资源的回收利用并确保尾矿库在回采过程中的安全性,以马批邑尾矿库为工程背景,在勘察、室内土工试验数据的基础上运用数值模拟软件Midas-GTS/NX建立有限元模型并通过FLAC3D对其回采过程进行三维静应力场数值分析。结果表明:在回采过程中,最大主应力与最小主应力均为负值,最大剪应力为正值,说明主要受自重的压应力影响,且应力有减小趋势。库区总体位移随着堆积坝高度的降低在变化,但考虑到库区回采的实际施工是可以忽略的,所以回采过程中尾矿库处于平衡状态。当回采至初期坝顶,尾矿库侧边的山体位移增大,说明要加强尾矿库回采周边山体的监测与防护。该研究结果能为尾矿库资源回采提供重要的理论指导。
  • 采矿工程
  • 李进华
    2023,75(5):17-21 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    主溜井系统是矿山重要的转运系统,是矿山的“咽喉”所在,主溜井的垮塌破坏,严重影响矿山的安全生产。针对大屯锡矿大马芦矿段现阶段使用的主溜井系统垮塌破坏情况,通过采用SLAM三维扫描仪扫描,准确获取了溜井的三维形态、垮塌空间位置和实际边界。结合溜井实际应用情况,综合研究分析溜井系统垮塌原因,有针对性的提出了修复溜井和新建溜井系统两个方案,从方案设计的可行性、投资成本、施工过程中的安全风险等多方面对两个方案进行对比分析论证,最终确定了新建溜井为最佳的经济可行技术方案。
  • 张庆旭,刘东锐,李士超
    2023,75(5):22-25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    浅孔留矿法适用于急倾斜薄至中厚矿体的回采,具有开采成本低、工艺简单等特点,但也存在安全风险高、人员长期在暴露顶板下作业等问题。珊瑚矿矿体属于典型的急倾斜薄矿体,在使用浅孔回采过程中,存在爆破块度大、采场结构参数不合理、顶板稳固性差等问题。通过理论分析、工程类比等方法及手段,优化采场结构参数、凿岩爆破工艺、支护工艺以及出矿设备,现场试验表明,优化后各项技术经济指标均得到较大的提升,为类似矿山提供良好的工程实践及理论基础。
  • 王照亚
    2023,75(5):26-35 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对某金属矿山超千米深TBM大断面主机组装硐室的支护问题,采用现场调查、室内试验、理论分析等方法,综合考虑深部地应力情况,研究大硐室破坏形式,基于Q系统法及抛物线拱法,提出硐室支护方式及支护参数,最后运用数值模拟方法验证支护效果。结果表明:TBM主机组装硐室破坏形式为楔形体冒顶破坏,潜在破坏区域在硐室拱顶4.2 m范围内,计算Q值1.84,提出锚杆+网片+喷砼+长锚索的支护方式及其参数;数值计算表明,支护后,巷道临空面最大位移约为3 cm,顶板与两帮剪切破坏与拉伸破坏均在锚索控制范围内,锚索未发生破坏,支护效果良好;方法充分结合现场围岩情况、深部地应力条件与硐室破坏形式,适用于金属矿深部大断面硐室支护设计。
  • 安全工程
  • 景 明,黄亚军,吕志强,徐啸川
    2023,75(5):36-42 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究上下盘开采对矿山边坡稳定性的影响,基于有限元方法,利用Midas GTS软件建立相应模型,通过分析不同开挖位置、不同断层形态下边坡的力学特征,得出其力学响应机制,主要得到以下结论:断层倾角发生改变时,随着工作面的推进,因上下盘开采而导致的边坡沉陷值整体变化不大,但倾角的增大会导致其更易活化;断层倾角发生改变时,上盘最大下沉处位置更靠近断层方向,而下盘最大下沉处位置更靠近采空区方向;上盘开采时,随着断层倾角的增大,开采前后边坡安全系数均出现减小,下盘则与之相反;上盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现增大的现象,下盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现减小的现象。创新点在于考虑断层对矿山开采过程边坡稳定性的影响,该研究为今后复杂地质条件下矿山开挖所导致的边坡问题提供参考。
  • 采矿工程
  • 王能跃,王 堃,王世博
    2023,75(5):43-51 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决锦丰金矿深部回采过程中巷道失稳问题,通过分析原巷道支护方案失效特征,进行了深部巷道变形破坏机理分析,并据此提出了以“控制高应力+封闭岩面阻止围岩劣化”为原则的三套支护优化方案,综合采用FLAC3D数值模拟及现场监测两种手段,对原支护方案以及优化方案分别进行了支护效果对比分析。结果表明:变形破坏机制属于应力扩容型与软化膨胀型,受自身矿物组分特性以及以高应力为主导力源共同影响、控制,其破坏机理以剪切破坏为主,少量拉伸破坏并存;在支护效果控制上,湿喷混凝土一、二次支护喷层厚度并不起决定性作用,但二次支护时各锚杆单体之间所形成的联合支护体支护效果,随二次喷层厚度优化而得到显著改善;现场试验结果与模拟结果一致,“钢网+树脂锚杆+纤维混凝土”联合支护优化方案为最优方案,支护效果显著,两帮、顶板累积位移量较原方案分别下降了48.67%、72.85%。
  • 安全工程
  • 李其在,周癸武,梁栋才,邓 琴
    2023,75(5):52-62 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    以抗滑桩加固后的顺倾节理岩质边坡为研究对象,使用颗粒流软件建立边坡数值模型,分析了边坡自然状态下的破坏模式和加固后的变形特征,通过输入真实地震波,对地震作用下顺倾节理岩质边坡和抗滑桩的动力响应和破坏模式进行了系统的研究。研究结果表明,在自然状态下的顺倾节理岩质边坡的破坏模式属于前缘牵引式,后缘垂直拉裂,滑坡内部拉剪组合破坏沿顺倾节理方向滑移,与实际情况相符;抗滑桩可降低结构面的不利影响,保持边坡整体稳定;地震荷载作用下,抗滑桩可保证边坡不发生大规模破坏,同时降低了结构面对边坡破坏模式的不利影响,讨论了不同工况下的边坡安全系数。本研究对地震诱发滑坡风险的预测和加固设计具有重要的意义。
  • 陈明清,陈俊智,李弘博,王 昊,王子航
    2023,75(5):63-69 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    边坡稳定性对于露天矿山工程十分重要。为深入研究云南某矿山边坡稳定性影响因素敏感性,根据现场勘探、岩石力学室内试验等工作准确地确定出了对该矿山边坡稳定性影响最大的四个因素,然后通过正交试验设计试验组,而后基于强度折减法计算边坡安全系数,最终先后运用极差分析法以及方差分析法对实验结果进行了对比分析以及验证,充分保证了分析的全面性和准确性。最终结果表明:四种因素均对该矿山边坡具有显著影响,该矿山边坡稳定性影响因素敏感性由大到小的排序为黏聚力>水平地震加速度>内摩擦角>最终边坡角;极差分析与方差分析所得敏感性大小顺序一致,可做相互校核;本研究可为相似露天矿山边坡设计、加固工作提供一定的参考依据。
  • 王 贺,张 驰
    2023,75(5):70-75 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地下回采空区探查与稳定性评价是目前众多矿山亟待解决的安全难题之一。以某旅游平硐为工程案例,采用BLSF移动式三维激光扫描测量系统现场探测并构建了平硐与空区三维点云模型,并据此建立了三维精细化数值分析模型,评估了基于真实形态的空区稳定性。研究结果表明,基于三维激光扫描的精细化数值模拟方法,能够更加准确地刻画空区形态,更加真实地反映空区稳定性特征。典型工程隔离矿柱稳定性良好,但平硐局部区域存在安全隐患。研究为同类矿山的空区稳定性安全评价提供了有益借鉴。
  • 周 成,邓 涛,廖元欢,徐继业,庞 鑫,万道春,张成良
    2023,75(5):76-82 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    露天矿边坡的稳定性对于矿山安全生产具有重要意义,在爆破作用的长期影响下,岩体会造成损伤积累,降低边坡的稳定性。因此,以攀西地区某露天矿为研究对象,通过现场监测所得的爆破振动速度,基于FLAC3D数值分析软件,研究爆破动荷载作用下岩体的变形特征及动力响应特征,确定危险区域的同时设计锚索进行支护分析爆破动荷载作用下锚杆的轴力特征及多次爆破作用下预应力损失规律。研究结果:边坡在爆破动荷载作用下坡底产生局部剪切破坏且沿上部逐渐发展,在多次爆破作用下预应力持续降低,最大预应力损失比为18.05%,且预应力损失趋势逐渐降低,因此进行支护设计时建议初始预应力值应为设计值的1.2倍,研究结果对于指导露天矿施工具有一定的借鉴意义。
  • 卢长伟,戴 锐,张 达
    2023,75(5):83-88 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    我国露天矿逐步进入深部凹陷开采阶段,高陡边坡数量日益增多,滑坡事故已成为露天矿安全生产的重大隐患安全隐患,严重威胁矿山安全生产。微震监测技术作为一种覆盖全矿的有效边坡监测预警手段已被行业广泛认可。通过岩体微破裂感知、弱信号提取、无线传输、数据处理分析等技术形成了无线微震监测方案,在某露天矿完成了无线微震监测系统建设,采用长短时窗结合AIC方法实现了波形到时自动拾取,采用台网自动优选震源定位方法实现了震源自动定位,经爆破验证,台网内震源定位误差为8.15%,台网边缘震源定位误差为8.28%,满足某露天矿危险源震源定位精度要求,实时有效地保障了矿山安全生产。
  • 和江宏,周 罕,陈 安,李嘉淇,付 俊,李 林,孔德彪
    2023,75(5):89-97 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明:降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。
  • 王 帆,徐啸川
    2023,75(5):98-106 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    在研究土体内水的渗透行为时,通常直接采用压力表测量孔隙水压力。实际上压力表的测量值中包含了孔隙水压和孔隙气压。通常假设土体内的孔隙气压为0 kPa,所以一般没有考虑孔隙气压的影响。然而,根据近年来的研究认为,土体内孔隙气压的上升可能会对降雨时的边坡破坏、雨水渗透等产生影响。因此,在本研究中,为了掌握不同条件(降雨条件、地下水条件、排气条件)下的孔隙气压情况,进行了雨水渗透情况下土体内孔隙气压的测量试验。结果表明,由于地表处于内涝状态,土体内的孔隙气压会上升,说明了降雨时测量孔隙气压是极为必要的。研究结果为弃土边坡的长期运行与监测预警提供一定的理论依据。
  • 戴剑勇,毛佳志,李佩东,甘美艳,刘 朝
    2023,75(5):107-112 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    保障矿山通风网络可靠是实现矿山采场作业点需风量要求的首要策略之一。首先分析铀矿山通风网络在不同通风参数下巷道内氡浓度分布,估算通风巷道所需总通风量。然后利用路径熵理论,将风流传输路径、网络流量、氡浓度变化结合,推导出表征铀矿通风风力性能的风路熵定义。最后结合最大熵理论,提出考虑网络拓扑的介数中心性对风路熵进行加权的网络可靠性模型,并对模型进行求解分析。结果表明:距离入风口路径长度的增加,使各路径运移氡的概率不均,网络末端节点可靠性降低,增加入风口及回风的巷道有利于提高网络可靠性。
  • 王雅莉,梅国栋,楚一帆,王 莎,孙文杰,王伟象
    2023,75(5):113-118 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    尾矿库在线监测预警系统设计中,降雨量预警阈值设定是关系到尾矿库防洪安全的重要问题。目前常采用的降雨量阈值确定方法计算的阈值,漏报概率大、空报率高,不能满足实际需求。本研究在对比常用方法的基础上,提出了基于地区水文特征的降雨量预警阈值确定方法,该方法充分考虑了土壤湿度和地区产汇流特性,大大提高了预警准确率,为尾矿库在线监测预警系统降雨量预警阈值的设定提供参考。
  • 岩石力学
  • 张文涛,李克钢,秦庆词,刘炼锋,郑 聪,廖元欢
    2023,75(5):119-126 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题。通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理,建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体,巷道薄弱部位为软弱夹层区域,根据围岩松动圈理论,提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案,有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。
  • 王子航,陈俊智,冯豪天
    2023,75(5):127-133 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究直剪条件下含裂隙岩石破坏过程中的变形特征,使用PFC2D对含裂隙岩石进行直剪试验,分析试验中岩石的破坏位移、破坏功、抗剪强度之间的关系,并从细观角度分析试验过程中试样内部的位移情况。结果表明:裂隙使得岩石在破坏过程中产生了更大的变形;破坏功与破坏位移具有正相关关系;含单裂隙岩石两侧的位移方向和大小各不相同,越靠近裂隙中部,裂隙两侧的位移差越大,挤压情况越严重;含交叉裂隙岩石分为多个不同的区域,各区域内的位移大小、方向不相同,存在裂隙两侧张拉和挤压情况,在直剪条件下,内部各区域发生张拉破坏和挤压破坏。
  • 矿山地质
  • 杨正良,任 龙,邓明国,张振杰,贾 祯,杨佳飞,杨正香
    2023,75(5):134-145 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    石宝沟是栾川矿集区新发现的大型斑岩-矽卡岩Mo(W)矿床,其成矿岩体年龄尚存在较大争议,前人对石宝沟岩体岩浆氧逸度的研究也相对薄弱,岩浆氧逸度是表征岩石物理化学性质的重要参数,对岩浆热液成矿起到显著的控制作用。为了进一步约束石宝沟岩体年龄和探讨其岩浆氧逸度的成矿意义,运用LA-ICP-MS方法测定石宝沟岩体锆石U-Pb年龄,并用锆石微量元素计算岩浆氧逸度和温度。获得石宝沟岩体似斑状黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母二长花岗岩和石英斑岩的年龄分别为(147.4 ± 0.8) Ma、(147.0 ± 1.0) Ma和(146.9 ± 1.1) Ma;温度为692 ℃、718 ℃和737 ℃;氧逸度(log fO2)分别为-16.16、-14.40和-12.77;相对氧逸度(△FMQ)分别为1.25、3.35、3.56,表明石宝沟岩体具有较高的温度和岩浆氧逸度,有利于斑岩Mo矿床的形成。从早期到晚期,温度和氧逸度均有增加的趋势,暗示后期侵入的石英斑岩为重要的找矿标志。
  • 陈耀坤,常中山,魏 超,谢小明,李 遥
    2023,75(5):146-156 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为查清云南个旧矿区高峰山矿段锡铜多金属矿的成矿作用,以及矿体内主要赋存元素Sn、Cu、Pb、Zn、W等是否能回收利用。对高峰山矿段的典型控矿地带——花岗岩体凹陷带内坑钻所揭露矿体取样,制成薄片在显微镜下进行详细的矿物及结果观察,查明矿物的组成、共生关系、生成顺序和赋存形式。同时将全部样品进行矿石化学元素性质定量分析,分析元素主要有:Sn、Cu、Pb、Zn、WO3,然后采用SPSS统计软件作R型聚类分析。研究结果指示高峰山矿段锡铜多金属矿为多期多阶段热液同位叠加成矿作用结果,且Sn、Cu、Pb、Zn、W等元素主要以独立矿物形式产出,易于解离,有利于选矿回收。为今后生产勘探过程中综合评价工作、矿石的开采方案制定和综合回收选矿流程的制定提供基础的地质资料。
  • 矿山环境
  • 刘海卫,张晓峥,赵宝军,郭建鹏,郝红泽
    2023,75(5):157-166 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    城市污泥作为城市污水处理过程中的副产品,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,但也含有多种重金属。开采后的矿山土壤贫乏且贫瘠,生态修复中需要大量客土,并需及时施肥。通过检测客土成分、计算、实验、专家论证的方法,研究确定客土中污泥产品的掺入量,从而在有效控制重金属含量的基础上,达到利用、处理城市污泥并节约土壤成本的目的,并通过工程实践得到了验证。研究结果显示,污泥产品用于矿山废弃地土壤改良是可行的,不仅使土壤污染风险各项指标符合管制值标准要求,而且土壤肥力得到一定程度的增强,且生态修复效果良好。污泥产品可替代部分矿山修复基质材料,具有一定的创新性,一般情况可节约10%~30%的土壤成本,还能节约一部分外购肥料成本;污泥产品中含有50%左右的水分,一定程度上减少了植被生长的需水量,也减少了养护过程灌溉水的人工、设备等成本。研究结果有望对今后相似工程实践有一定借鉴作用。
  • 袁霜
    2023,75(5):167-174 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为助推我国有色金属矿区固废堆场生态修复研究与实践,促进植物筛选、配置、联合修复技术在矿区固废堆场生态构建中的应用,对国内外有色金属矿区固废堆场生态修复理论和技术发展的历史与现状进行了总结,重点阐述有色金属矿区固废堆场植物筛选、配置与微生物联合修复技术的研究现状,例举有色金属矿区固废堆场生态修复技术应用实践案例,并对矿区固废堆场生态修复技术发展提出展望。
    采矿工程
  • 罗鼎,熊浩凯,王磊,陈晓青
    摘要:
    为改善废石干式充填效果,提高充填强度,采用物理试验和理论计算等方法研究废石干式充填的压实力学特征及其影响因素。结果表明:试样的粒径级配以及级配的连续性对试样的密实度影响较大,连续性级配的密实度较低,试样抗压能力更强。通过极差分析,级配系数n对轴向应变的影响大于最大粒径D;试样轴向应变-应力曲线表明,试样宏观变形的主要来源是对孔隙的直接压缩和填充。变形模量-轴向应力曲线表明,废石试样粒径分布完善,且各范围粒径之间应有一个合理的比例关系,使得试样通过发生较少的轴向应变达到稳定状态。试样分形特征表明,合理的泰波系数n以及最大粒径D可以提高废石颗粒的破碎程度,并提高试样的抗压能力。确定了废石最佳粒径级配:n=0.4,D=30 mm。研究结果对废石干式充填具有一定指导意义。
  • 安全工程
  • 肖 容,韩 追,袁利伟,曹 浪,龙皓楠,许云美,王国龙
    2023,75(5):11-16 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为实现尾矿资源的回收利用并确保尾矿库在回采过程中的安全性,以马批邑尾矿库为工程背景,在勘察、室内土工试验数据的基础上运用数值模拟软件Midas-GTS/NX建立有限元模型并通过FLAC3D对其回采过程进行三维静应力场数值分析。结果表明:在回采过程中,最大主应力与最小主应力均为负值,最大剪应力为正值,说明主要受自重的压应力影响,且应力有减小趋势。库区总体位移随着堆积坝高度的降低在变化,但考虑到库区回采的实际施工是可以忽略的,所以回采过程中尾矿库处于平衡状态。当回采至初期坝顶,尾矿库侧边的山体位移增大,说明要加强尾矿库回采周边山体的监测与防护。该研究结果能为尾矿库资源回采提供重要的理论指导。
  • 采矿工程
  • 李进华
    2023,75(5):17-21 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    主溜井系统是矿山重要的转运系统,是矿山的“咽喉”所在,主溜井的垮塌破坏,严重影响矿山的安全生产。针对大屯锡矿大马芦矿段现阶段使用的主溜井系统垮塌破坏情况,通过采用SLAM三维扫描仪扫描,准确获取了溜井的三维形态、垮塌空间位置和实际边界。结合溜井实际应用情况,综合研究分析溜井系统垮塌原因,有针对性的提出了修复溜井和新建溜井系统两个方案,从方案设计的可行性、投资成本、施工过程中的安全风险等多方面对两个方案进行对比分析论证,最终确定了新建溜井为最佳的经济可行技术方案。
  • 张庆旭,刘东锐,李士超
    2023,75(5):22-25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    浅孔留矿法适用于急倾斜薄至中厚矿体的回采,具有开采成本低、工艺简单等特点,但也存在安全风险高、人员长期在暴露顶板下作业等问题。珊瑚矿矿体属于典型的急倾斜薄矿体,在使用浅孔回采过程中,存在爆破块度大、采场结构参数不合理、顶板稳固性差等问题。通过理论分析、工程类比等方法及手段,优化采场结构参数、凿岩爆破工艺、支护工艺以及出矿设备,现场试验表明,优化后各项技术经济指标均得到较大的提升,为类似矿山提供良好的工程实践及理论基础。
  • 王照亚
    2023,75(5):26-35 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对某金属矿山超千米深TBM大断面主机组装硐室的支护问题,采用现场调查、室内试验、理论分析等方法,综合考虑深部地应力情况,研究大硐室破坏形式,基于Q系统法及抛物线拱法,提出硐室支护方式及支护参数,最后运用数值模拟方法验证支护效果。结果表明:TBM主机组装硐室破坏形式为楔形体冒顶破坏,潜在破坏区域在硐室拱顶4.2 m范围内,计算Q值1.84,提出锚杆+网片+喷砼+长锚索的支护方式及其参数;数值计算表明,支护后,巷道临空面最大位移约为3 cm,顶板与两帮剪切破坏与拉伸破坏均在锚索控制范围内,锚索未发生破坏,支护效果良好;方法充分结合现场围岩情况、深部地应力条件与硐室破坏形式,适用于金属矿深部大断面硐室支护设计。
  • 安全工程
  • 景 明,黄亚军,吕志强,徐啸川
    2023,75(5):36-42 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究上下盘开采对矿山边坡稳定性的影响,基于有限元方法,利用Midas GTS软件建立相应模型,通过分析不同开挖位置、不同断层形态下边坡的力学特征,得出其力学响应机制,主要得到以下结论:断层倾角发生改变时,随着工作面的推进,因上下盘开采而导致的边坡沉陷值整体变化不大,但倾角的增大会导致其更易活化;断层倾角发生改变时,上盘最大下沉处位置更靠近断层方向,而下盘最大下沉处位置更靠近采空区方向;上盘开采时,随着断层倾角的增大,开采前后边坡安全系数均出现减小,下盘则与之相反;上盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现增大的现象,下盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现减小的现象。创新点在于考虑断层对矿山开采过程边坡稳定性的影响,该研究为今后复杂地质条件下矿山开挖所导致的边坡问题提供参考。
  • 采矿工程
  • 王能跃,王 堃,王世博
    2023,75(5):43-51 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决锦丰金矿深部回采过程中巷道失稳问题,通过分析原巷道支护方案失效特征,进行了深部巷道变形破坏机理分析,并据此提出了以“控制高应力+封闭岩面阻止围岩劣化”为原则的三套支护优化方案,综合采用FLAC3D数值模拟及现场监测两种手段,对原支护方案以及优化方案分别进行了支护效果对比分析。结果表明:变形破坏机制属于应力扩容型与软化膨胀型,受自身矿物组分特性以及以高应力为主导力源共同影响、控制,其破坏机理以剪切破坏为主,少量拉伸破坏并存;在支护效果控制上,湿喷混凝土一、二次支护喷层厚度并不起决定性作用,但二次支护时各锚杆单体之间所形成的联合支护体支护效果,随二次喷层厚度优化而得到显著改善;现场试验结果与模拟结果一致,“钢网+树脂锚杆+纤维混凝土”联合支护优化方案为最优方案,支护效果显著,两帮、顶板累积位移量较原方案分别下降了48.67%、72.85%。
  • 安全工程
  • 李其在,周癸武,梁栋才,邓 琴
    2023,75(5):52-62 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    以抗滑桩加固后的顺倾节理岩质边坡为研究对象,使用颗粒流软件建立边坡数值模型,分析了边坡自然状态下的破坏模式和加固后的变形特征,通过输入真实地震波,对地震作用下顺倾节理岩质边坡和抗滑桩的动力响应和破坏模式进行了系统的研究。研究结果表明,在自然状态下的顺倾节理岩质边坡的破坏模式属于前缘牵引式,后缘垂直拉裂,滑坡内部拉剪组合破坏沿顺倾节理方向滑移,与实际情况相符;抗滑桩可降低结构面的不利影响,保持边坡整体稳定;地震荷载作用下,抗滑桩可保证边坡不发生大规模破坏,同时降低了结构面对边坡破坏模式的不利影响,讨论了不同工况下的边坡安全系数。本研究对地震诱发滑坡风险的预测和加固设计具有重要的意义。
  • 陈明清,陈俊智,李弘博,王 昊,王子航
    2023,75(5):63-69 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    边坡稳定性对于露天矿山工程十分重要。为深入研究云南某矿山边坡稳定性影响因素敏感性,根据现场勘探、岩石力学室内试验等工作准确地确定出了对该矿山边坡稳定性影响最大的四个因素,然后通过正交试验设计试验组,而后基于强度折减法计算边坡安全系数,最终先后运用极差分析法以及方差分析法对实验结果进行了对比分析以及验证,充分保证了分析的全面性和准确性。最终结果表明:四种因素均对该矿山边坡具有显著影响,该矿山边坡稳定性影响因素敏感性由大到小的排序为黏聚力>水平地震加速度>内摩擦角>最终边坡角;极差分析与方差分析所得敏感性大小顺序一致,可做相互校核;本研究可为相似露天矿山边坡设计、加固工作提供一定的参考依据。
  • 王 贺,张 驰
    2023,75(5):70-75 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地下回采空区探查与稳定性评价是目前众多矿山亟待解决的安全难题之一。以某旅游平硐为工程案例,采用BLSF移动式三维激光扫描测量系统现场探测并构建了平硐与空区三维点云模型,并据此建立了三维精细化数值分析模型,评估了基于真实形态的空区稳定性。研究结果表明,基于三维激光扫描的精细化数值模拟方法,能够更加准确地刻画空区形态,更加真实地反映空区稳定性特征。典型工程隔离矿柱稳定性良好,但平硐局部区域存在安全隐患。研究为同类矿山的空区稳定性安全评价提供了有益借鉴。
  • 周 成,邓 涛,廖元欢,徐继业,庞 鑫,万道春,张成良
    2023,75(5):76-82 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    露天矿边坡的稳定性对于矿山安全生产具有重要意义,在爆破作用的长期影响下,岩体会造成损伤积累,降低边坡的稳定性。因此,以攀西地区某露天矿为研究对象,通过现场监测所得的爆破振动速度,基于FLAC3D数值分析软件,研究爆破动荷载作用下岩体的变形特征及动力响应特征,确定危险区域的同时设计锚索进行支护分析爆破动荷载作用下锚杆的轴力特征及多次爆破作用下预应力损失规律。研究结果:边坡在爆破动荷载作用下坡底产生局部剪切破坏且沿上部逐渐发展,在多次爆破作用下预应力持续降低,最大预应力损失比为18.05%,且预应力损失趋势逐渐降低,因此进行支护设计时建议初始预应力值应为设计值的1.2倍,研究结果对于指导露天矿施工具有一定的借鉴意义。
  • 卢长伟,戴 锐,张 达
    2023,75(5):83-88 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    我国露天矿逐步进入深部凹陷开采阶段,高陡边坡数量日益增多,滑坡事故已成为露天矿安全生产的重大隐患安全隐患,严重威胁矿山安全生产。微震监测技术作为一种覆盖全矿的有效边坡监测预警手段已被行业广泛认可。通过岩体微破裂感知、弱信号提取、无线传输、数据处理分析等技术形成了无线微震监测方案,在某露天矿完成了无线微震监测系统建设,采用长短时窗结合AIC方法实现了波形到时自动拾取,采用台网自动优选震源定位方法实现了震源自动定位,经爆破验证,台网内震源定位误差为8.15%,台网边缘震源定位误差为8.28%,满足某露天矿危险源震源定位精度要求,实时有效地保障了矿山安全生产。
  • 和江宏,周 罕,陈 安,李嘉淇,付 俊,李 林,孔德彪
    2023,75(5):89-97 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明:降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。
  • 王 帆,徐啸川
    2023,75(5):98-106 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    在研究土体内水的渗透行为时,通常直接采用压力表测量孔隙水压力。实际上压力表的测量值中包含了孔隙水压和孔隙气压。通常假设土体内的孔隙气压为0 kPa,所以一般没有考虑孔隙气压的影响。然而,根据近年来的研究认为,土体内孔隙气压的上升可能会对降雨时的边坡破坏、雨水渗透等产生影响。因此,在本研究中,为了掌握不同条件(降雨条件、地下水条件、排气条件)下的孔隙气压情况,进行了雨水渗透情况下土体内孔隙气压的测量试验。结果表明,由于地表处于内涝状态,土体内的孔隙气压会上升,说明了降雨时测量孔隙气压是极为必要的。研究结果为弃土边坡的长期运行与监测预警提供一定的理论依据。
  • 戴剑勇,毛佳志,李佩东,甘美艳,刘 朝
    2023,75(5):107-112 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    保障矿山通风网络可靠是实现矿山采场作业点需风量要求的首要策略之一。首先分析铀矿山通风网络在不同通风参数下巷道内氡浓度分布,估算通风巷道所需总通风量。然后利用路径熵理论,将风流传输路径、网络流量、氡浓度变化结合,推导出表征铀矿通风风力性能的风路熵定义。最后结合最大熵理论,提出考虑网络拓扑的介数中心性对风路熵进行加权的网络可靠性模型,并对模型进行求解分析。结果表明:距离入风口路径长度的增加,使各路径运移氡的概率不均,网络末端节点可靠性降低,增加入风口及回风的巷道有利于提高网络可靠性。
  • 王雅莉,梅国栋,楚一帆,王 莎,孙文杰,王伟象
    2023,75(5):113-118 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    尾矿库在线监测预警系统设计中,降雨量预警阈值设定是关系到尾矿库防洪安全的重要问题。目前常采用的降雨量阈值确定方法计算的阈值,漏报概率大、空报率高,不能满足实际需求。本研究在对比常用方法的基础上,提出了基于地区水文特征的降雨量预警阈值确定方法,该方法充分考虑了土壤湿度和地区产汇流特性,大大提高了预警准确率,为尾矿库在线监测预警系统降雨量预警阈值的设定提供参考。
  • 岩石力学
  • 张文涛,李克钢,秦庆词,刘炼锋,郑 聪,廖元欢
    2023,75(5):119-126 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题。通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理,建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体,巷道薄弱部位为软弱夹层区域,根据围岩松动圈理论,提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案,有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。
  • 王子航,陈俊智,冯豪天
    2023,75(5):127-133 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究直剪条件下含裂隙岩石破坏过程中的变形特征,使用PFC2D对含裂隙岩石进行直剪试验,分析试验中岩石的破坏位移、破坏功、抗剪强度之间的关系,并从细观角度分析试验过程中试样内部的位移情况。结果表明:裂隙使得岩石在破坏过程中产生了更大的变形;破坏功与破坏位移具有正相关关系;含单裂隙岩石两侧的位移方向和大小各不相同,越靠近裂隙中部,裂隙两侧的位移差越大,挤压情况越严重;含交叉裂隙岩石分为多个不同的区域,各区域内的位移大小、方向不相同,存在裂隙两侧张拉和挤压情况,在直剪条件下,内部各区域发生张拉破坏和挤压破坏。
  • 矿山地质
  • 杨正良,任 龙,邓明国,张振杰,贾 祯,杨佳飞,杨正香
    2023,75(5):134-145 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    石宝沟是栾川矿集区新发现的大型斑岩-矽卡岩Mo(W)矿床,其成矿岩体年龄尚存在较大争议,前人对石宝沟岩体岩浆氧逸度的研究也相对薄弱,岩浆氧逸度是表征岩石物理化学性质的重要参数,对岩浆热液成矿起到显著的控制作用。为了进一步约束石宝沟岩体年龄和探讨其岩浆氧逸度的成矿意义,运用LA-ICP-MS方法测定石宝沟岩体锆石U-Pb年龄,并用锆石微量元素计算岩浆氧逸度和温度。获得石宝沟岩体似斑状黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母二长花岗岩和石英斑岩的年龄分别为(147.4 ± 0.8) Ma、(147.0 ± 1.0) Ma和(146.9 ± 1.1) Ma;温度为692 ℃、718 ℃和737 ℃;氧逸度(log fO2)分别为-16.16、-14.40和-12.77;相对氧逸度(△FMQ)分别为1.25、3.35、3.56,表明石宝沟岩体具有较高的温度和岩浆氧逸度,有利于斑岩Mo矿床的形成。从早期到晚期,温度和氧逸度均有增加的趋势,暗示后期侵入的石英斑岩为重要的找矿标志。
  • 陈耀坤,常中山,魏 超,谢小明,李 遥
    2023,75(5):146-156 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为查清云南个旧矿区高峰山矿段锡铜多金属矿的成矿作用,以及矿体内主要赋存元素Sn、Cu、Pb、Zn、W等是否能回收利用。对高峰山矿段的典型控矿地带——花岗岩体凹陷带内坑钻所揭露矿体取样,制成薄片在显微镜下进行详细的矿物及结果观察,查明矿物的组成、共生关系、生成顺序和赋存形式。同时将全部样品进行矿石化学元素性质定量分析,分析元素主要有:Sn、Cu、Pb、Zn、WO3,然后采用SPSS统计软件作R型聚类分析。研究结果指示高峰山矿段锡铜多金属矿为多期多阶段热液同位叠加成矿作用结果,且Sn、Cu、Pb、Zn、W等元素主要以独立矿物形式产出,易于解离,有利于选矿回收。为今后生产勘探过程中综合评价工作、矿石的开采方案制定和综合回收选矿流程的制定提供基础的地质资料。
  • 矿山环境
  • 刘海卫,张晓峥,赵宝军,郭建鹏,郝红泽
    2023,75(5):157-166 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    城市污泥作为城市污水处理过程中的副产品,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,但也含有多种重金属。开采后的矿山土壤贫乏且贫瘠,生态修复中需要大量客土,并需及时施肥。通过检测客土成分、计算、实验、专家论证的方法,研究确定客土中污泥产品的掺入量,从而在有效控制重金属含量的基础上,达到利用、处理城市污泥并节约土壤成本的目的,并通过工程实践得到了验证。研究结果显示,污泥产品用于矿山废弃地土壤改良是可行的,不仅使土壤污染风险各项指标符合管制值标准要求,而且土壤肥力得到一定程度的增强,且生态修复效果良好。污泥产品可替代部分矿山修复基质材料,具有一定的创新性,一般情况可节约10%~30%的土壤成本,还能节约一部分外购肥料成本;污泥产品中含有50%左右的水分,一定程度上减少了植被生长的需水量,也减少了养护过程灌溉水的人工、设备等成本。研究结果有望对今后相似工程实践有一定借鉴作用。
  • 袁霜
    2023,75(5):167-174 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为助推我国有色金属矿区固废堆场生态修复研究与实践,促进植物筛选、配置、联合修复技术在矿区固废堆场生态构建中的应用,对国内外有色金属矿区固废堆场生态修复理论和技术发展的历史与现状进行了总结,重点阐述有色金属矿区固废堆场植物筛选、配置与微生物联合修复技术的研究现状,例举有色金属矿区固废堆场生态修复技术应用实践案例,并对矿区固废堆场生态修复技术发展提出展望。
    采矿工程
  • 罗鼎,熊浩凯,王磊,陈晓青
    摘要:
    为改善废石干式充填效果,提高充填强度,采用物理试验和理论计算等方法研究废石干式充填的压实力学特征及其影响因素。结果表明:试样的粒径级配以及级配的连续性对试样的密实度影响较大,连续性级配的密实度较低,试样抗压能力更强。通过极差分析,级配系数n对轴向应变的影响大于最大粒径D;试样轴向应变-应力曲线表明,试样宏观变形的主要来源是对孔隙的直接压缩和填充。变形模量-轴向应力曲线表明,废石试样粒径分布完善,且各范围粒径之间应有一个合理的比例关系,使得试样通过发生较少的轴向应变达到稳定状态。试样分形特征表明,合理的泰波系数n以及最大粒径D可以提高废石颗粒的破碎程度,并提高试样的抗压能力。确定了废石最佳粒径级配:n=0.4,D=30 mm。研究结果对废石干式充填具有一定指导意义。
  • 安全工程
  • 肖 容,韩 追,袁利伟,曹 浪,龙皓楠,许云美,王国龙
    2023,75(5):11-16 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为实现尾矿资源的回收利用并确保尾矿库在回采过程中的安全性,以马批邑尾矿库为工程背景,在勘察、室内土工试验数据的基础上运用数值模拟软件Midas-GTS/NX建立有限元模型并通过FLAC3D对其回采过程进行三维静应力场数值分析。结果表明:在回采过程中,最大主应力与最小主应力均为负值,最大剪应力为正值,说明主要受自重的压应力影响,且应力有减小趋势。库区总体位移随着堆积坝高度的降低在变化,但考虑到库区回采的实际施工是可以忽略的,所以回采过程中尾矿库处于平衡状态。当回采至初期坝顶,尾矿库侧边的山体位移增大,说明要加强尾矿库回采周边山体的监测与防护。该研究结果能为尾矿库资源回采提供重要的理论指导。
  • 采矿工程
  • 李进华
    2023,75(5):17-21 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    主溜井系统是矿山重要的转运系统,是矿山的“咽喉”所在,主溜井的垮塌破坏,严重影响矿山的安全生产。针对大屯锡矿大马芦矿段现阶段使用的主溜井系统垮塌破坏情况,通过采用SLAM三维扫描仪扫描,准确获取了溜井的三维形态、垮塌空间位置和实际边界。结合溜井实际应用情况,综合研究分析溜井系统垮塌原因,有针对性的提出了修复溜井和新建溜井系统两个方案,从方案设计的可行性、投资成本、施工过程中的安全风险等多方面对两个方案进行对比分析论证,最终确定了新建溜井为最佳的经济可行技术方案。
  • 张庆旭,刘东锐,李士超
    2023,75(5):22-25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    浅孔留矿法适用于急倾斜薄至中厚矿体的回采,具有开采成本低、工艺简单等特点,但也存在安全风险高、人员长期在暴露顶板下作业等问题。珊瑚矿矿体属于典型的急倾斜薄矿体,在使用浅孔回采过程中,存在爆破块度大、采场结构参数不合理、顶板稳固性差等问题。通过理论分析、工程类比等方法及手段,优化采场结构参数、凿岩爆破工艺、支护工艺以及出矿设备,现场试验表明,优化后各项技术经济指标均得到较大的提升,为类似矿山提供良好的工程实践及理论基础。
  • 王照亚
    2023,75(5):26-35 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对某金属矿山超千米深TBM大断面主机组装硐室的支护问题,采用现场调查、室内试验、理论分析等方法,综合考虑深部地应力情况,研究大硐室破坏形式,基于Q系统法及抛物线拱法,提出硐室支护方式及支护参数,最后运用数值模拟方法验证支护效果。结果表明:TBM主机组装硐室破坏形式为楔形体冒顶破坏,潜在破坏区域在硐室拱顶4.2 m范围内,计算Q值1.84,提出锚杆+网片+喷砼+长锚索的支护方式及其参数;数值计算表明,支护后,巷道临空面最大位移约为3 cm,顶板与两帮剪切破坏与拉伸破坏均在锚索控制范围内,锚索未发生破坏,支护效果良好;方法充分结合现场围岩情况、深部地应力条件与硐室破坏形式,适用于金属矿深部大断面硐室支护设计。
  • 安全工程
  • 景 明,黄亚军,吕志强,徐啸川
    2023,75(5):36-42 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究上下盘开采对矿山边坡稳定性的影响,基于有限元方法,利用Midas GTS软件建立相应模型,通过分析不同开挖位置、不同断层形态下边坡的力学特征,得出其力学响应机制,主要得到以下结论:断层倾角发生改变时,随着工作面的推进,因上下盘开采而导致的边坡沉陷值整体变化不大,但倾角的增大会导致其更易活化;断层倾角发生改变时,上盘最大下沉处位置更靠近断层方向,而下盘最大下沉处位置更靠近采空区方向;上盘开采时,随着断层倾角的增大,开采前后边坡安全系数均出现减小,下盘则与之相反;上盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现增大的现象,下盘开采时随着断距的增大,边坡安全系数均出现减小的现象。创新点在于考虑断层对矿山开采过程边坡稳定性的影响,该研究为今后复杂地质条件下矿山开挖所导致的边坡问题提供参考。
  • 采矿工程
  • 王能跃,王 堃,王世博
    2023,75(5):43-51 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决锦丰金矿深部回采过程中巷道失稳问题,通过分析原巷道支护方案失效特征,进行了深部巷道变形破坏机理分析,并据此提出了以“控制高应力+封闭岩面阻止围岩劣化”为原则的三套支护优化方案,综合采用FLAC3D数值模拟及现场监测两种手段,对原支护方案以及优化方案分别进行了支护效果对比分析。结果表明:变形破坏机制属于应力扩容型与软化膨胀型,受自身矿物组分特性以及以高应力为主导力源共同影响、控制,其破坏机理以剪切破坏为主,少量拉伸破坏并存;在支护效果控制上,湿喷混凝土一、二次支护喷层厚度并不起决定性作用,但二次支护时各锚杆单体之间所形成的联合支护体支护效果,随二次喷层厚度优化而得到显著改善;现场试验结果与模拟结果一致,“钢网+树脂锚杆+纤维混凝土”联合支护优化方案为最优方案,支护效果显著,两帮、顶板累积位移量较原方案分别下降了48.67%、72.85%。
  • 安全工程
  • 李其在,周癸武,梁栋才,邓 琴
    2023,75(5):52-62 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    以抗滑桩加固后的顺倾节理岩质边坡为研究对象,使用颗粒流软件建立边坡数值模型,分析了边坡自然状态下的破坏模式和加固后的变形特征,通过输入真实地震波,对地震作用下顺倾节理岩质边坡和抗滑桩的动力响应和破坏模式进行了系统的研究。研究结果表明,在自然状态下的顺倾节理岩质边坡的破坏模式属于前缘牵引式,后缘垂直拉裂,滑坡内部拉剪组合破坏沿顺倾节理方向滑移,与实际情况相符;抗滑桩可降低结构面的不利影响,保持边坡整体稳定;地震荷载作用下,抗滑桩可保证边坡不发生大规模破坏,同时降低了结构面对边坡破坏模式的不利影响,讨论了不同工况下的边坡安全系数。本研究对地震诱发滑坡风险的预测和加固设计具有重要的意义。
  • 陈明清,陈俊智,李弘博,王 昊,王子航
    2023,75(5):63-69 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    边坡稳定性对于露天矿山工程十分重要。为深入研究云南某矿山边坡稳定性影响因素敏感性,根据现场勘探、岩石力学室内试验等工作准确地确定出了对该矿山边坡稳定性影响最大的四个因素,然后通过正交试验设计试验组,而后基于强度折减法计算边坡安全系数,最终先后运用极差分析法以及方差分析法对实验结果进行了对比分析以及验证,充分保证了分析的全面性和准确性。最终结果表明:四种因素均对该矿山边坡具有显著影响,该矿山边坡稳定性影响因素敏感性由大到小的排序为黏聚力>水平地震加速度>内摩擦角>最终边坡角;极差分析与方差分析所得敏感性大小顺序一致,可做相互校核;本研究可为相似露天矿山边坡设计、加固工作提供一定的参考依据。
  • 王 贺,张 驰
    2023,75(5):70-75 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地下回采空区探查与稳定性评价是目前众多矿山亟待解决的安全难题之一。以某旅游平硐为工程案例,采用BLSF移动式三维激光扫描测量系统现场探测并构建了平硐与空区三维点云模型,并据此建立了三维精细化数值分析模型,评估了基于真实形态的空区稳定性。研究结果表明,基于三维激光扫描的精细化数值模拟方法,能够更加准确地刻画空区形态,更加真实地反映空区稳定性特征。典型工程隔离矿柱稳定性良好,但平硐局部区域存在安全隐患。研究为同类矿山的空区稳定性安全评价提供了有益借鉴。
  • 周 成,邓 涛,廖元欢,徐继业,庞 鑫,万道春,张成良
    2023,75(5):76-82 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    露天矿边坡的稳定性对于矿山安全生产具有重要意义,在爆破作用的长期影响下,岩体会造成损伤积累,降低边坡的稳定性。因此,以攀西地区某露天矿为研究对象,通过现场监测所得的爆破振动速度,基于FLAC3D数值分析软件,研究爆破动荷载作用下岩体的变形特征及动力响应特征,确定危险区域的同时设计锚索进行支护分析爆破动荷载作用下锚杆的轴力特征及多次爆破作用下预应力损失规律。研究结果:边坡在爆破动荷载作用下坡底产生局部剪切破坏且沿上部逐渐发展,在多次爆破作用下预应力持续降低,最大预应力损失比为18.05%,且预应力损失趋势逐渐降低,因此进行支护设计时建议初始预应力值应为设计值的1.2倍,研究结果对于指导露天矿施工具有一定的借鉴意义。
  • 卢长伟,戴 锐,张 达
    2023,75(5):83-88 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    我国露天矿逐步进入深部凹陷开采阶段,高陡边坡数量日益增多,滑坡事故已成为露天矿安全生产的重大隐患安全隐患,严重威胁矿山安全生产。微震监测技术作为一种覆盖全矿的有效边坡监测预警手段已被行业广泛认可。通过岩体微破裂感知、弱信号提取、无线传输、数据处理分析等技术形成了无线微震监测方案,在某露天矿完成了无线微震监测系统建设,采用长短时窗结合AIC方法实现了波形到时自动拾取,采用台网自动优选震源定位方法实现了震源自动定位,经爆破验证,台网内震源定位误差为8.15%,台网边缘震源定位误差为8.28%,满足某露天矿危险源震源定位精度要求,实时有效地保障了矿山安全生产。
  • 和江宏,周 罕,陈 安,李嘉淇,付 俊,李 林,孔德彪
    2023,75(5):89-97 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    降雨是导致边坡失稳的主要因素之一。以滇中地区某磷矿排土场边坡为例,研究持续降雨对6#排土场边坡的稳定性影响,基于饱和-非饱和土渗流理论,使用室内非饱和土静力三轴试验结合GeoStudio有限元方法,对持续强降雨条件下的饱和-非饱和渗流场的动态变化、变形破坏和稳定性进行数值模拟和计算。结果表明:降雨初期基质吸力越大边坡安全系数越高,但是降雨12 h后边坡岩土体趋于饱和后,安全系数基本不受基质吸力的影响,并与理论计算结果基本一致,边坡整体稳定性良好,与排土场实际情况相符;雨水不断入渗时多级台阶排土场塑性变形区域主要集中在坡脚台阶处。模拟结果总体可靠,可为持续强降雨地区多级台阶排土场以及对滇中地区矿山排土场安全生产提供参考。
  • 王 帆,徐啸川
    2023,75(5):98-106 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    在研究土体内水的渗透行为时,通常直接采用压力表测量孔隙水压力。实际上压力表的测量值中包含了孔隙水压和孔隙气压。通常假设土体内的孔隙气压为0 kPa,所以一般没有考虑孔隙气压的影响。然而,根据近年来的研究认为,土体内孔隙气压的上升可能会对降雨时的边坡破坏、雨水渗透等产生影响。因此,在本研究中,为了掌握不同条件(降雨条件、地下水条件、排气条件)下的孔隙气压情况,进行了雨水渗透情况下土体内孔隙气压的测量试验。结果表明,由于地表处于内涝状态,土体内的孔隙气压会上升,说明了降雨时测量孔隙气压是极为必要的。研究结果为弃土边坡的长期运行与监测预警提供一定的理论依据。
  • 戴剑勇,毛佳志,李佩东,甘美艳,刘 朝
    2023,75(5):107-112 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    保障矿山通风网络可靠是实现矿山采场作业点需风量要求的首要策略之一。首先分析铀矿山通风网络在不同通风参数下巷道内氡浓度分布,估算通风巷道所需总通风量。然后利用路径熵理论,将风流传输路径、网络流量、氡浓度变化结合,推导出表征铀矿通风风力性能的风路熵定义。最后结合最大熵理论,提出考虑网络拓扑的介数中心性对风路熵进行加权的网络可靠性模型,并对模型进行求解分析。结果表明:距离入风口路径长度的增加,使各路径运移氡的概率不均,网络末端节点可靠性降低,增加入风口及回风的巷道有利于提高网络可靠性。
  • 王雅莉,梅国栋,楚一帆,王 莎,孙文杰,王伟象
    2023,75(5):113-118 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    尾矿库在线监测预警系统设计中,降雨量预警阈值设定是关系到尾矿库防洪安全的重要问题。目前常采用的降雨量阈值确定方法计算的阈值,漏报概率大、空报率高,不能满足实际需求。本研究在对比常用方法的基础上,提出了基于地区水文特征的降雨量预警阈值确定方法,该方法充分考虑了土壤湿度和地区产汇流特性,大大提高了预警准确率,为尾矿库在线监测预警系统降雨量预警阈值的设定提供参考。
  • 岩石力学
  • 张文涛,李克钢,秦庆词,刘炼锋,郑 聪,廖元欢
    2023,75(5):119-126 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决滇西某铅锌矿在转向深部开采过程中面临的巷道变形失稳加剧与支护结构破坏严重等问题。通过岩石矿物成分分析、地应力测试和松动圈测试分析围岩失稳机理,建立数值模型分析开挖后和现有支护下围岩变形情况。发现研究段属于高应力作用下的急倾斜薄层状破碎岩体,巷道薄弱部位为软弱夹层区域,根据围岩松动圈理论,提出了锚喷+薄弱部位补强+全断面钢拱架主被动联合支护的优化方案,有效控制了围岩变形破坏。研究结果为类似大埋深、高应力、含软弱夹层巷道围岩的稳定性控制提供了借鉴。
  • 王子航,陈俊智,冯豪天
    2023,75(5):127-133 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究直剪条件下含裂隙岩石破坏过程中的变形特征,使用PFC2D对含裂隙岩石进行直剪试验,分析试验中岩石的破坏位移、破坏功、抗剪强度之间的关系,并从细观角度分析试验过程中试样内部的位移情况。结果表明:裂隙使得岩石在破坏过程中产生了更大的变形;破坏功与破坏位移具有正相关关系;含单裂隙岩石两侧的位移方向和大小各不相同,越靠近裂隙中部,裂隙两侧的位移差越大,挤压情况越严重;含交叉裂隙岩石分为多个不同的区域,各区域内的位移大小、方向不相同,存在裂隙两侧张拉和挤压情况,在直剪条件下,内部各区域发生张拉破坏和挤压破坏。
  • 矿山地质
  • 杨正良,任 龙,邓明国,张振杰,贾 祯,杨佳飞,杨正香
    2023,75(5):134-145 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    石宝沟是栾川矿集区新发现的大型斑岩-矽卡岩Mo(W)矿床,其成矿岩体年龄尚存在较大争议,前人对石宝沟岩体岩浆氧逸度的研究也相对薄弱,岩浆氧逸度是表征岩石物理化学性质的重要参数,对岩浆热液成矿起到显著的控制作用。为了进一步约束石宝沟岩体年龄和探讨其岩浆氧逸度的成矿意义,运用LA-ICP-MS方法测定石宝沟岩体锆石U-Pb年龄,并用锆石微量元素计算岩浆氧逸度和温度。获得石宝沟岩体似斑状黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母二长花岗岩和石英斑岩的年龄分别为(147.4 ± 0.8) Ma、(147.0 ± 1.0) Ma和(146.9 ± 1.1) Ma;温度为692 ℃、718 ℃和737 ℃;氧逸度(log fO2)分别为-16.16、-14.40和-12.77;相对氧逸度(△FMQ)分别为1.25、3.35、3.56,表明石宝沟岩体具有较高的温度和岩浆氧逸度,有利于斑岩Mo矿床的形成。从早期到晚期,温度和氧逸度均有增加的趋势,暗示后期侵入的石英斑岩为重要的找矿标志。
  • 陈耀坤,常中山,魏 超,谢小明,李 遥
    2023,75(5):146-156 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为查清云南个旧矿区高峰山矿段锡铜多金属矿的成矿作用,以及矿体内主要赋存元素Sn、Cu、Pb、Zn、W等是否能回收利用。对高峰山矿段的典型控矿地带——花岗岩体凹陷带内坑钻所揭露矿体取样,制成薄片在显微镜下进行详细的矿物及结果观察,查明矿物的组成、共生关系、生成顺序和赋存形式。同时将全部样品进行矿石化学元素性质定量分析,分析元素主要有:Sn、Cu、Pb、Zn、WO3,然后采用SPSS统计软件作R型聚类分析。研究结果指示高峰山矿段锡铜多金属矿为多期多阶段热液同位叠加成矿作用结果,且Sn、Cu、Pb、Zn、W等元素主要以独立矿物形式产出,易于解离,有利于选矿回收。为今后生产勘探过程中综合评价工作、矿石的开采方案制定和综合回收选矿流程的制定提供基础的地质资料。
  • 矿山环境
  • 刘海卫,张晓峥,赵宝军,郭建鹏,郝红泽
    2023,75(5):157-166 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    城市污泥作为城市污水处理过程中的副产品,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,但也含有多种重金属。开采后的矿山土壤贫乏且贫瘠,生态修复中需要大量客土,并需及时施肥。通过检测客土成分、计算、实验、专家论证的方法,研究确定客土中污泥产品的掺入量,从而在有效控制重金属含量的基础上,达到利用、处理城市污泥并节约土壤成本的目的,并通过工程实践得到了验证。研究结果显示,污泥产品用于矿山废弃地土壤改良是可行的,不仅使土壤污染风险各项指标符合管制值标准要求,而且土壤肥力得到一定程度的增强,且生态修复效果良好。污泥产品可替代部分矿山修复基质材料,具有一定的创新性,一般情况可节约10%~30%的土壤成本,还能节约一部分外购肥料成本;污泥产品中含有50%左右的水分,一定程度上减少了植被生长的需水量,也减少了养护过程灌溉水的人工、设备等成本。研究结果有望对今后相似工程实践有一定借鉴作用。
  • 袁霜
    2023,75(5):167-174 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为助推我国有色金属矿区固废堆场生态修复研究与实践,促进植物筛选、配置、联合修复技术在矿区固废堆场生态构建中的应用,对国内外有色金属矿区固废堆场生态修复理论和技术发展的历史与现状进行了总结,重点阐述有色金属矿区固废堆场植物筛选、配置与微生物联合修复技术的研究现状,例举有色金属矿区固废堆场生态修复技术应用实践案例,并对矿区固废堆场生态修复技术发展提出展望。

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