期刊,金属矿山 2024年卷7期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

金属矿山

主　　编：刘效良

出版周期：月刊

国际刊号：1001-1250

电子邮箱：jsks@vip.163.com

电　　话：0555-2404796 2404666 2309833

邮政编码：243000

地　　址：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

收录年代

复杂不规则采空区围岩冒落持续监测及周期性冒落特征分析

刘银张晶周宗红韩岩松...

1-8页

查看更多>>摘要：复杂不规则采空区因其形成条件的特殊性和工程环境的复杂性,在形成初期常表现为剧烈且无规律的阵发性冒落,对采空区安全治理极为不利.以河北某铁矿因下部民采空区与生产区域采场相互贯穿形成的复杂不规则冒落空区为工程背景,结合三维激光扫描技术、现场调查结果和开拓、采准工程现状等,提出了联合监听冒落岩块撞击声响与监测拱脚变形的采空区冒落持续监测方法,得到拱脚变形破坏引起采空区批量冒落的周期性冒落特征.冒落岩块撞击声响监听结果显示,空区发生阵发性冒落的持续时间约 5 个月,经短暂稳定阶段后进入周期性冒落阶段.结合拱脚变形监测结果,可知该空区周期性冒落阶段周期为 15～30 d,空区围岩批量冒落滞后拱脚变形破坏的时间为 3～8 d,可见空区拱脚变形破坏可作为空区围岩进入批量冒落的前兆,提出监测 2 次空区边界扩展差hk 来预测空区围岩批量冒落的发生时机.研究结果对于同类型空区冒落监测和安全治理具有一定的借鉴意义.

关键词：

采空区冒落监测冒落撞击声监听拱脚变形监测周期性冒落

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万方数据

无底柱分段崩落法进路宽度对其围岩稳定性的影响

吴桐曹朋路增祥

9-16页

查看更多>>摘要：增加回采进路宽度,能够改善无底柱分段崩落法的放矿效果,但也存在着进路稳定性降低的风险.采用数值分析方法,分析了某铁矿西矿段开采时 5 组进路宽度下的围岩应力分布规律、位移量变化和塑性区分布特征,研究了进路宽度对围岩稳定性的影响.结果表明:① 围岩中最大与最小主应力在进路顶板、底板与侧帮处的应力集中区呈不同形态分布,其范围差异也较大,而且两相邻进路之间受应力叠加作用影响,存在 1 个"圆角矩形"应力集中区.② 随着进路宽度和围岩深度增加,围岩中的最大与最小主应力也随之增大,各应力集中区范围大小产生了不同的变化,其中顶底板处的应力集中区范围增幅较大,5 组进路宽度下的顶板围岩均易发生张拉破坏.③ 在进路宽度为 7 m和 8 m时,最小主应力变化受到了相邻进路围岩应力叠加作用影响,侧帮围岩发生张拉破坏的可能性较大.④ 进路顶板位移量呈现出了"中间大、两侧小"的特征,顶板下沉量及其增幅远大于侧帮下沉量与增幅,增加进路宽度易造成进路顶板垮落事故.⑤ 顶底板围岩中塑性区以剪切塑性区和张拉塑性区的混合区为主,两帮围岩中以剪切塑性区为主,进路宽度越大,塑性区总体积增长越快,进路宽度增加过大不利于顶板的稳定性.建议该矿山西矿段进路宽度应以 6 m为宜,并对进路两帮采取支护措施,若大于 6 m时,则需对顶板围岩采取适当支护措施.

关键词：

进路宽度围岩应力分布位移量塑性区分布稳定性

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万方数据

静动载条件下深部破碎巷道支护设计及稳定性分析

王贤来崔继强张鹏强赵兴东...

17-23页

查看更多>>摘要：深部破碎围岩稳定性控制是制约深部金属矿安全高效开采的难题之一.以金川二矿区深部某中段破碎围岩条件下的采准巷道稳定性控制为工程背景,应用Q、RMR、GSI进行岩体质量分级与岩体力学参数估算,分别应用经验法和工程类比法进行采准巷道支护设计,并依据收敛约束法确定合理的释能支护时机.在此基础上,应用UN-WEDGE软件对释能支护设计进行安全性评价,并通过RS2 数值方法分析支护效果.研究结果表明:对于深部破碎采准巷道一次支护采用锚网喷支护,二次支护采用混凝土衬砌,最佳衬砌支护时机应满足巷道帮位移小于 38 mm且顶板位移小于 15 mm;静动载下有无支护数值分析结果表明,锚网喷支护满足巷道安全要求,同时对采准巷道围岩结构控制型、应力控制型破坏以及动力失稳破坏等起到良好的控制效果.研究结果为金川二矿区深部破碎采准巷道围岩稳定性控制提供了理论依据与技术支撑.

关键词：

深部开采采准巷道岩体质量分级支护设计静动载荷数值模拟

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万方数据

采矿诱发断层滑移失稳机制与能量释放规律研究

方旭刚弓昊李地元罗平框...

24-34页

查看更多>>摘要：为研究采矿诱发断层滑移失稳机制与能量释放规律,通过对现场围岩节理裂隙调查和钻孔取芯开展试验,获得了岩体节理裂隙产状分布及围岩基本力学参数,采用Hoek-Brown强度准则对不同层位岩体的力学参数进行修正,以离散断裂网络(Discrete Fracture Network,DFN)形式将节理裂隙数据导入FLAC3D 软件,构建精细化数值模型并进行了模拟分析.研究表明:将岩体库仑破裂应力增量ΔCFS作为断层滑移失稳的定量判据,可有效预测断层的滑移失稳区域;当主应力沿断层上盘方向进行偏转时,ΔCFS随着偏转角度与断层倾角增大而降低,断层周边岩体不易发生损伤破坏;当主应力沿着断层下盘方向进行偏转时,ΔCFS随着偏转角度与断层倾角增大而增大,断层周边岩体的损伤破坏程度加剧;断层滑移失稳分可以为 3 个阶段,即滑移蓄能阶段、稳定滑移阶段与滑移弱化阶段;断层周边岩体应变能密度集中区为断层滑移失稳时能量释放位置,岩体应变能密度分布呈现出积聚—向下扩散—重新积聚现象;利用断层滑移失稳的能量公式,可估算出断层滑移失稳时的能量释放大小.

关键词：

断层滑移失稳库仑破裂应力增量主应力偏转应变能密度能量释放

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万方数据

不同高度预应力膨胀支柱偏心承载能力研究

姜凯元李元辉李坤蒙熊志朋...

35-40页

查看更多>>摘要：利用房柱与空场采矿法对金属矿进行开采时往往需要在采场内留设原岩矿柱保证回采期间安全作业,而残留矿柱会导致经济效益下降,为解决上述问题研发了一种预应力膨胀支柱代替原岩矿柱进行支护.以预应力膨胀支柱支护技术为背景,研究了不同高度和偏心加载的预应力膨胀支柱承载能力;基于室内材料力学拉伸试验,确定了膨胀支柱材料力学参数;利用ABAQUS数值模拟软件,构建了膨胀支柱数值分析模型,并对其进行了静力学屈曲分析,获取支柱在不同高度与偏心条件下的破坏模式与承载规律.结果表明:轴心受压下,膨胀支柱的破坏区域在支柱中间部位,随着支柱高度增加,其承载强度降低.偏心受压条件下,膨胀支柱破坏区域随偏心距增大而向上转移,同时其承载强度降低.将预应力膨胀支柱应用于某矿现场原岩矿柱回采,并监测其承载性能,所得承载规律与数值模拟结果相一致,反映出膨胀支柱能够有效维持采场稳定性和提高矿石回采率.

关键词：

膨胀支柱承载强度破坏模式偏心承载屈曲分析

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万方数据

不同含水状态砂岩裂纹稳定扩展阶段损伤特征

赵奎杨溪熊良锋曾鹏...

41-47页

查看更多>>摘要：为深入揭示裂纹稳定扩展阶段的岩石损伤状态,以干燥、自然和饱水状态砂岩为研究对象,采用体积应变法测定起裂应力和损伤应力值,进一步通过增量循环加卸载试验,综合分析了裂纹稳定扩展阶段的残余应变、变形模量和能量演化规律.结果表明:轴向残余应变随轴向应力水平增加而增加,其增幅表现为先减小、后稳定、再增大,且增幅稳定阶段对应于裂纹稳定扩展阶段;在裂纹稳定扩展阶段,加载过程和卸载过程变形模量均呈线性减少趋势,而耗散能密度呈线性增加趋势.上述演化规律适用于不同含水状态砂岩,但其具体数值与含水率有关.对于裂纹稳定扩展阶段,加载过程变形模量可有效表征砂岩损伤状态,基于含水率和轴向应力水平的线性数学模型可用于评价工程岩体的实际损伤状态.

关键词：

裂纹稳定扩展残余应变变形模量能量演化损伤状态

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万方数据

热损伤砂岩单轴压缩声发射响应及破裂演化分析

易恩兵徐军见

48-55页

查看更多>>摘要：温度影响下的围岩稳定性问题是核废料贮存、地热开发及火灾后围岩修复等工程实践中面临的紧迫问题,阐明不同温度影响下的岩石承载过程声发射响应及变形破坏特征对热损伤围岩稳定性分析具有重要意义.采用室内试验、统计学分析和细观形貌观测相结合的方法,以 25～600℃不同温度热处理后的砂岩为研究对象,首先开展单轴压缩声发射试验,然后分析声发射参数特征,并对破坏后的试样破裂形态及破断口形貌进行了综合分析.结果表明:不同温度影响后砂岩承载破坏过程声发射振铃计数和幅值均表现出相同的时序演化趋势,声发射信号活跃程度与温度密切相关;基于核密度估计法的声发射AF-RA数据点高密度集中区域的动态演化规律反映出,温度达到 600℃后剪切破裂模式主导砂岩破裂的优势地位尤为明显,这与破坏试样宏观破裂形态及破裂断口微观形貌分析结果基本一致.研究成果可为工程实践中热损伤岩石力学性能分析及稳定性判别提供参考.

关键词：

岩石力学高温声发射破裂模式

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万方数据

顾及邻域几何特性的露天矿台阶线提取方法

承达瑜宿文松毛爱芹

56-65页

查看更多>>摘要：台阶线数据是露天矿开采过程中的重要基础资料,也是确保露天矿高效、智能开采的重要前提.针对现有的基于点云的露天矿台阶线提取方法存在局部特征丢失、台阶线不连续等问题,将识别台阶线特征点转为识别几何特征面,从特征面轮廓中提取出台阶线特征点,由此提出了一种顾及邻域几何特性的露天矿台阶线自动提取方法.该方法首先对露天矿点云进行规则重采样,依据露天矿台阶平盘、坡面点云法向量与竖直平面夹角具有明显差异这一几何特性提取坡面的特征点云;在此基础上,采用区域生长算法分割坡面点云,通过凹包算法提取分割后的坡面点云轮廓边界获得台阶线特征点;最后利用三阶贝塞尔曲线拟合特征点以生成露天矿台阶线.为验证算法的提取精度,将台阶线与露天矿数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)叠加,并计算该方法提取的台阶线与实际台阶线的位置偏差.结果表明:该方法提取的台阶线完整且连续性好,与手工绘制的台阶线基本重合,能够满足比例尺为1∶2 000 的制图精度要求;运行效率高,对于面积为 3 km2 的露天矿,提取时间在 4 min以内.证明所提方法能够准确、高效地提取露天矿台阶线,为实现露天矿山台阶线自动绘制提供重要的技术支持.

关键词：

露天矿点云数据法向量凹包算法台阶线

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万方数据

砂土介质注浆扩散规律试验研究

余永强张程鑫张纪云范利丹...

66-74页

查看更多>>摘要：为研究超细水泥浆液在砂土中的扩散规律,以赵固一矿西翼进风巷围岩加固为研究背景,设计了一套砂土注浆试验装置,运用正交设计法开展了多组砂土注浆试验,分析了单位时间流量、水灰比、砂土渗透系数等因素对浆液扩散体积和注浆量的敏感性及影响,系统讨论了不同渗透系数条件下,随注浆流量和水灰比变化浆液结石体形状的变化规律.研究结果表明:浆液扩散范围的影响因素主次排序为单位时间流量、水灰比、渗透系数,影响注浆量因素的主次顺序与浆液扩散体积的影响因素一致.发现单位时间流量、水灰比和渗透系数对浆液扩散体积和注浆量的影响并非呈线性关系,而是呈多元幂函数关系,构建了对应的浆液扩散体积和注浆量求解式,并对影响浆液扩散体积和注浆量的参数进行了回归分析.在渗透系数较大的砂土中,浆液以渗透注浆为主,结石体形状呈规则的圆球状,注浆流量和水灰比增大对结石体积影响显著.随着砂土渗透系数减小,结石体形状沿薄弱面发展,即由沿四周的均匀渗透扩散向沿薄弱面发展的劈裂注浆,注浆流量增大和水灰比减小对劈裂注浆有积极作用.研究结果可为松散砂土环境下地下工程注浆设计和施工提供参考.

关键词：

砂土介质注浆加固正交试验回归分析扩散规律

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万方数据

敞开式微波加热固化模拟月壤试验研究

张力心李正伟陈亮霄

75-80页

查看更多>>摘要：原位提升月壤的力学性能是当前月面建造的重要研究内容之一.基于自主研发的敞开式微波加热装置,开展模拟月壤的微波固化试验研究,探究模拟月壤初始密度与微波作用时间对其微波加热固化过程的影响,分析微波作用后模拟月壤的宏观、微观结构特征与力学性质演化规律.试验结果表明:微波作用后的模拟月壤试样表现出明显的分区特征,由内而外可依次划分为熔融区、烧结区与未烧结区.其中,熔融区矿物熔化,伴生气孔;烧结区原始矿物颗粒形状难以分辨,试样致密程度有所提高;未烧结区矿物颗粒的原始形态保存较好,孔隙结构明显.当模拟月壤的初始密度为 1.5～1.7 g/cm3 时,随着初始密度增加,微波作用下试样表面温度升高,熔融区出现时间减少.当初始密度大于 1.7 g/cm3 时,初始密度增加对缩短熔融区出现时间无明显效果.纳米压痕试验结果表明,微波作用后模拟月壤试样熔融区力学性质空间分布较为均匀,平均硬度为 8.0 GPa,平均弹性模量为 91.2 GPa;相比之下,试样烧结区力学性质空间分布均匀性较差,平均硬度为 0.025 GPa,平均弹性模量为 1.2 GPa.

关键词：

微波加热模拟月壤纳米压痕微观性质

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