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期刊信息/Journal information
金属矿山
金属矿山

刘效良

月刊

1001-1250

jsks@vip.163.com

0555-2404796 2404666 2309833

243000

安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号

金属矿山/Journal Metal Mine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国金属学会主办国内外公开发行的矿业工程类专业技术刊物，主要报道国家矿业方针政策、冶金、有色、黄金、煤炭、化工、核工业、非金属、建材等矿山采选工艺、理论、研究成果与技术实践，介绍国内外先进技术与发展动态。《金属矿山》是美国Ei数据库Page One收录期刊，列全国中文核心期刊，矿业工程类首位，国家及省部优秀期刊。
正式出版
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    河北省责任主体灭失矿山迹地生态修复现状、存在问题及修复对策

    夏冬邵国梁李小光姚纪明...
    1-13页
    查看更多>>摘要：河北省为北京市、天津市的生态屏障,生态敏感性强.该省矿产资源丰富,历史上的乱采乱挖、无序开采等导致大量的责任主体灭失矿山迹地遍布全省,这与生态环境保护间的矛盾显得异常突出.在收集相关资料的基础上,总结了河北省矿产资源的赋存状况、责任主体灭失矿山迹地的分布特征、生态环境破坏现状及生态修复现状,揭示了河北省责任主体灭失矿山迹地生态修复存在的主要问题,并基于河北省不同区域的生态功能定位,提出构建"环境地质致灾机理模式—地质灾害隐患的治理与消除—优化生态修复技术方案—地质灾害、修复效果动态监测与评价"4 个环节的生态修复理论框架,依据各生态功能定位区的作用、区位特征、气候、土壤等要素,分析总结了适用于不同区域生态修复的技术与实施方案,并以具体的案例开展了修复工程分析.

    责任主体灭失矿山迹地生态修复生态功能定位河北省

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    倒梯形巷道顶板全长锚索联合支护技术研究

    孙立虎王雁冰王敏于冰冰...
    14-22页
    查看更多>>摘要：针对长城五矿 1902S回风巷倒梯形煤巷的高地应力产生的围岩稳定性差,支护体失效的问题,在实地调研施工现场后,结合FLAC3D数值模拟分析原方案的支护失效体制,并提出"全长锚固锚索+组合支撑钢墩柱+W型钢带+钢筋锚网+钢带"的联合支护技术,从顶板围岩的变形量和帮部相对移近量两方面来分析矿压显现规律.结论如下:原方案锚杆锚索的组合支护体应力偏分布,不能解决倾斜顶板帮角处出现的应力集中现象,全长锚索支护对应顶板离层和应力集中位置,并采用支撑钢墩柱对顶帮角处进行补强支护,矿压监测数据显示,该技术明显改善了顶板的围岩稳定性,有效地减轻了帮部的压力和变形,锚索的承拉效果明显强于锚杆,为解决不规则巷道的顶板支护提供了重要的实践经验.

    倒梯形高地应力全长锚固锚索数值模拟矿压显现规律

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    金川二矿区3个中段协同开采巷道变形破坏特征研究

    郁标杨金维寇永渊王文杰...
    23-30页
    查看更多>>摘要：为研究金川二矿区 3 个中段协同开采巷道变形破坏特征,通过现场调查、数值计算及理论分析,对二矿区3 个中段协同开采巷道位移变化规律、应力分布特征、塑性破坏范围以及巷道变形破坏原因进行研究.结果表明:金川二矿区 3 个中段协同开采过程中,中间中段巷道变形破坏最显著,下部中段次之,上部中段最小;不同中段巷道变形破坏具有区域性,上部中段与中间中段巷道中部变形破坏明显,下部中段巷道东西部变形显著;各中段巷道变形破坏呈明显非对称性,巷道近扰动侧边帮变形破坏较远扰动侧边帮更显著;协同开采扰动、地应力及矿岩条件是导致协同开采巷道变形破坏的主要因素.研究结果可为金川二矿区 3 个中段协同开采巷道安全控制提供一定理论依据.

    金川二矿区巷道变形破坏特征多中段协同开采

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    尾矿水浸泡对砂岩结构及力学特性影响研究

    李铭杨斌胡军夏治国...
    31-37页
    查看更多>>摘要：尾矿水长期浸泡会对岩石稳定性造成潜在影响,可能引发一系列危害.为研究尾矿水溶液的溶蚀作用对砂岩力学性能和微观结构的影响,采用自来水和尾矿水对砂岩进行 90 d浸泡,随后进行离子浓度测定和单轴压缩试验.利用扫描电镜和能谱仪对砂岩试样的微观形貌以及表面元素进行分析,建立尾矿水对岩石溶解的数值模型.研究结果表明:与天然试样相比,自来水浸泡后试样的强度和弹性模量分别降低了 16.38%和 18.5%,而尾矿水浸泡后其强度和弹性模量分别降低了24.42%和25.42%.尾矿水呈弱碱性,与砂岩的主要成分石英钠长石(NaAlSi3 O8)和钾长石(K(AlSi3 O8))发生化学反应,生成大量的Na+和K+离子,溶液中离子浓度分别增加了 40.17%和 19.8%,导致砂岩表层微观结构破坏、孔隙和裂隙增大,从而使得弱化效果更加显著.研究成果为理解尾矿水对砂岩浸水弱化机理提供了有益参考,并为尾矿工程安全研究、分析、测评提供科学依据.

    尾矿水浸泡扫描电镜微观结构离子浓度劣化机制

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    爆破荷载损伤下喷射混凝土孔隙结构及三轴力学性能试验研究

    张景丽
    38-45页
    查看更多>>摘要：为探究爆破荷载作用对喷射混凝土孔隙结构及力学性能的影响,利用核磁共振(NMR)检测技术及三轴加载装置对爆破荷载损伤混凝土微观孔隙结构及宏观力学性能开展试验研究,分析不同围压和爆破距离对试件T2 谱分布、孔隙结构变化、孔隙率、压缩强度、起裂应力及扩容应力的影响规律.结果表明:① 喷射混凝土试件T2 谱呈 3峰型,且峰 1 强度远高于峰 2、峰 3,爆破荷载作用后试件T2 谱峰值增大且向右偏移,T2 谱分布总面积增大,试件内部孔隙数目增加、直径增大.② 未损伤试件孔隙率为 1.63%,距离爆源 80、140、200、260 mm 处试件孔隙度分别为3.78%、3.01%、2.55%、1.89%,爆破荷载作用使得试件孔隙率增大,与爆源间距离的增大使得试件内部孔隙率增幅减小;试件内部微孔、中孔占比均在 87.01%以上,爆破荷载作用后损伤试件微孔占比降低,中孔、大孔、裂隙占比均升高.③ 围压的增大使得试件峰值应力、起裂应力及扩容应力均随之增加,围压增强了试件力学性能.④ 爆破荷载作用后试件峰值应力、起裂应力及扩容应力均存在不同程度降低,且与爆源间距离越小,试件应力降幅越显著,孔隙度增幅也越大.在锚喷支护及混凝土衬砌过程中要充分考虑到爆破应力波对喷射混凝土力学性能的影响,应提前做好预防措施.

    爆破荷载喷射混凝土T2谱孔隙率峰值应力起裂应力扩容应力

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    多采空区干式充填与带式胶结充填力学性能数值模拟研究

    缪玉松黄飞飞朱明德李昱锦...
    46-52页
    查看更多>>摘要：针对某萤石矿多采空区的工程概况,采用充填法治理采空区过程中提出了带式胶结充填体结构,运用3DEC离散元软件进行数值模拟计算,以空场法下采场的力学性能为基准,对传统废石干式充填与带式胶结充填 2 种不同充填方式下采空区进行沉降位移场、塑性区、应力场分析.结果表明:空场法下 5 号矿房顶板与左侧间柱出现塑性区贯通现象,有顶板坍落,间柱溃倒的风险;传统废石干式充填下 5 号矿房顶板与左侧间柱塑性区面积大幅减少,但是由于废石自身重力作用顶板沉降量增加了 12%;带式胶结充填下 5 号矿房顶板与左侧间柱塑性区仅零星分布于受拉应力较大的临空面,顶板沉降量下降了 4.33%,5 号矿房上下盘收敛位移较空场法下降了 12%.研究表明在不考虑充填成本的情况下,采用带式胶结充填治理多采空区,具有更优良的效果.

    多采空区干式充填带式胶结充填塑性区数值模拟

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    软岩硐室群蠕变模型选择与长期稳定性研究

    孔备韩立军董一辉郎永忠...
    53-60页
    查看更多>>摘要：硐室服务年限较长,围岩会随着时间的积累而产生蠕变,造成支护变弱甚至失效,从而影响矿山安全.为研究工程软岩硐室围岩的蠕变特性,以钟九铁矿井底硐室群为研究对象,首先采用ROCK1000-50VHT型岩石高温三轴流变试验系统进行5、10、15 MPa围压下的三轴蠕变试验,分析其蠕变和破坏特征.试验结果显示:闪长岩蠕变破坏在低围压下主要为剪切破坏,当围压逐渐增大时,会转变为劈裂破坏;在三轴应力条件下,闪长岩的蠕变会出现压密、弹性、裂隙扩展和破坏 4 个阶段;当加载应力较低时,闪长岩在瞬时应变后会出现等速蠕变,随后轴向应变逐渐趋于稳定;但当加载应力较高时,岩体进入到等速蠕变阶段的时间变长,轴向应变不断增大.根据其蠕变特征选取Bur-gers模型建立本构方程,经拟合后与蠕变试验曲线基本吻合,表明本构模型能够反映闪长岩蠕变力学特性.最后采用Burgers蠕变本构模型,基于FLAC3D 对硐室支护模型进行数值模拟.结果表明,现有支护方案可以保持硐室群的长期稳定性.研究对软岩硐室群支护时效性分析具有借鉴意义.

    硐室群工程软岩蠕变特征三轴蠕变试验Burgers模型

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    深部软岩硐室群施工相互影响及变形破坏分析

    董亚宁金爱兵陈成殷登才...
    61-70页
    查看更多>>摘要：地下矿山溜破系统服务年限长,其涉及卸载、破碎等多个大断面硐室.为解决硐室群施工过程中由于相互影响导致围岩变形破坏特征复杂的问题,以钟九铁矿-550～-590 m水平溜破系统硐室群为工程背景,基于弹塑性理论获取硐室围岩塑性区范围,并构建矿石和废石卸载硐室、下部溜井、破碎硐室和储矿仓 8 个大断面硐室数值模型,分析单硐室施工和硐室群顺序施工过程中的围岩应力和变形时空分布特征,开展硐室群施工相互影响研究,并据此提出了变形控制方案.结果表明:随着溜破系统硐室群的顺序施工,废石破碎硐室、卸载硐室、储矿仓帮部最大变形呈线性增大趋势,帮部塑性区呈先增加后基本不变的趋势;已建设完成的硐室群会使后续施工硐室区域岩体质量变差,相比于施工单硐室,顺序施工至废石卸载硐室和废石储矿仓,其帮部变形分别增加了 21.7%和 53.4%,塑性区范围分别增加了 32%和 92%.研究成果可为钟九铁矿后续硐室施工和支护设计提供指导,对于类似矿山硐室群施工相互影响研究也有一定的参考意义.

    硐室群相互影响围岩稳定性数值模拟

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    多因素影响复杂空区群下残留矿柱回收模拟研究

    江文武廖俊钰钟海廖永斌...
    71-78页
    查看更多>>摘要：对于有着断层切割、多矿脉等因素影响下的某钨矿Ⅰ号矿脉 6～8 线保安矿柱的回收问题,采用理论分析和数值计算分析了该矿山采空区的稳定性以及残留保安矿柱的回采可行性.在此基础上提出了 3 种残留矿柱回收方案并进行对比分析研究.研究结果表明:矿柱周边的采空区相对稳定,矿柱自身内部的应变能得到了释放,回收带来的地压灾害风险降低,其发生变位性破坏导致自身的整体刚度降低,矿柱控制地压活动的作用效应随之减弱,可以考虑对该矿柱进行安全回采.残留矿柱回采出矿后,被断层切割的残矿回采区与原左右两侧采空区之间的间柱应力集中更加明显,也出现了较大面积的剪切破坏塑性区,说明残矿回采时可能有剪切破坏的风险,而对保安矿柱两侧被断层影响的采空区进行部分充填可以有效地抑制应力集中现象,减弱边帮的松脱趋势,有效减小残矿回采区上、下盘沿断层滑移趋势,可以实现对残留保安矿柱安全经济的回收.

    数值模拟保安矿柱残矿回收采空区稳定性

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    下向充填法钢筋混凝土假顶布筋参数及最优吊点位置研究

    胡胜张兵王贻明梁权宇...
    79-84页
    查看更多>>摘要：人工假顶构筑方案的合理性是急倾斜破碎矿体实现下向充填法安全高效充填回采的关键和核心环节.本研究以某铜矿钢筋混凝土人工假顶为研究对象,基于薄板理论和弹性力学并结合实际下向进路充填回采工艺,建立人工假顶等效力学模型,解析钢筋混凝土人工假顶布筋参数:30 m长沿脉进路假顶至少需布置底筋 104 根;同时采用斜吊筋吊挂于底筋距离边帮 0.8 m的位置,设计上下盘帮吊筋间距为 500 mm,则上下盘斜吊筋各 60 根;吊筋的最优悬吊位置为距端部 0.2～0.25 人工假顶跨度的位置,此处吊筋受力合理且较为经济.本研究为钢筋混凝土人工假顶布筋设计及吊筋悬吊方案提供了计算思路及工程参考.

    下向进路充填法人工假顶钢筋混凝土布筋参数吊筋位置

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