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期刊信息/Journal information
矿产保护与利用
中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所
矿产保护与利用

中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所

冯安生

双月刊

1001-0076

kcbh@chinajournal.net.cn

0371-68632026 68632087

450006

郑州市陇海西路328号

矿产保护与利用/Journal Conservation and Utilization of Mineral Resources北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是矿业综合类双月刊，1981年创刊，国内外公开发行，现由国土资源部矿产开发司指导，郑州矿产综合利用研究所主办，国家金属矿综合利用工程中心（北京）、国家非金属矿综合利用工程中心、中国选矿科技信息网及国土资源部信息中心协办；主要报道矿业管理研究和矿产资源综合利用、非金属矿深加工技术的最新研究成果。
正式出版
收录年代

    孔间短延时起爆爆生裂纹扩展行为研究

    徐培良侯克鹏
    1-8页
    查看更多>>摘要：为掌握逐孔起爆孔间延期时间对爆破破岩效果的影响规律,采用数值模拟手段,以某矿山灰岩为例,建立了双孔爆破数值模型,并标定了灰岩RHT本构模型的 34 个参数.模拟结果表明:逐孔起爆时,应力增强现象随着延期时间的增大而增大,但当Δt由 0 增大到 80 μs时,孔间叠加产生的应力增强可以忽略不计;先爆孔的裂纹扩展面积随着延期时间的增加而增大,后爆孔的裂纹扩展面积随着延期时间的减小而减小,孔间裂纹扩展的宽度随着延期时间的增加而增大.研究成果为数码雷管精确延时性能的推广应用提供了设计依据.

    灰岩RHT本构孔间延时起爆应力叠加裂纹扩展

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    延期时间对逐孔预裂爆破振动衰减规律的影响

    王建国陶家龙石飞万再春...
    9-17页
    查看更多>>摘要：为了获得逐孔预裂爆破的最优延期时间,基于Ansys/LS-Dyna有限元软件,结合现场实验研究了不同延期时间下逐孔预裂爆破的振动衰减规律,为实际工程应用提供了理论依据.结果表明:与齐发起爆相比,逐孔起爆可以有效地降低质点峰值振动速度(PPV),特别是预裂沟附近区域;随着延期时间的增大,萨道夫斯基公式的K值逐渐减小,而α值变化不大,当延期时间大于 0.6T(T为单孔爆破振动持续时间)时,K与α的值趋于稳定,接近于单孔爆破;校正系数β与延期时间成反比,最优延期时间应为 0.6T～1.0T;逐孔预裂成缝后对主爆区的减振率大于齐发预裂爆破.

    预裂爆破逐孔起爆延期时间爆破振动数值模拟

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    临近胶结充填体矿房爆破装药结构及振动规律分析

    崔光久李祥龙左庭孙龙...
    18-28页
    查看更多>>摘要：在采用空场嗣后充填法开采矿石过程中,为降低Ⅱ步骤回采矿房爆破落矿时,爆破冲击作用对Ⅰ步骤回采后进行胶结充填的矿柱造成的损伤,通过数值模拟方法,分析了不同厚度预留矿柱下空气间隔装药及砂石间隔装药两种装药结构在爆破过程中对临近胶结充填体的损伤情况.研究结果表明,两种装药结构在爆破过程中对紧邻胶结充填体侧的保留矿体的损伤范围及胶结充填体内损伤,随保留矿体厚度的变化情况基本一致.但与砂石间隔装药结构相比,空气间隔装药结构在粉碎区耗能较低,更多能量集中于裂隙区,炸药能量分布更均衡,破岩效能更优.此外,通过现场监测爆破振动数据,结合萨道夫斯基爆破振动衰减公式,对振动监测数据进行多元线性回归.得到爆破振动在充填体中X、Y、Z三个方向衰减系数分别为 2.31、1.76、2.08,且回归曲线线性相关关系强,符合矿山实际,相关衰减系数可作为控制爆破过程中最大单响药量的理论依据.研究结论为井下回采爆破参数选择提供了理论依据,对井下安全开采具有一定指导意义.

    胶结充填体数值模拟装药结构爆破振动

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    基于FSWT算法的某露天矿山边坡爆破振动传播规律研究

    陈泓贾皓琦黄永辉张智宇...
    29-40页
    查看更多>>摘要：为掌握露天矿山边坡在复杂条件下爆破振动信号的传播规律,以尖山磷矿边坡测得爆破振动数据为研究对象,采用频率切片小波变换技术(frequency slice wavelet transform,FSWT)、Hilbert-Huang变换(HHT)算法分析爆心距、边坡高程放大效应对振动波能量分布及传播规律的影响.结果表明:爆破振动波在传播距离较近时,能量上升而后会随着时间推移减小,且能量分布不密集;振动波在传播距离较远时,能量上升速度缓慢并且分布相对较集中.边坡底部振动能量主要集中在93.75～125 Hz高频率段且含有大量高频能量,顶部振动能量主要集中在 0～46.87 Hz低频率段且含有大量低频能量.1972 平台三号机在 0～46.87 Hz频率段能量占比平均为 69.45%,而一和二号机分别为 51.37%、42.55%,前者相较于后两者分别提高18.08、26.9 百分点.四号机爆心距比三号机更远,其低频能量大于三号机,但三号机在 0～46.87 Hz频率段的能量平均占比相较于四号机提高 24.32 百分点,高程效应相较于爆心距的影响要更为明显,顶部相对底部高频能量表现为高程衰减效应,顶部相对底部低频能量表现为高程放大效应.

    露天矿山边坡爆破频率切片小波振动传播规律振动能量高程效应

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    静态破碎剂水化释压升温过程的影响因素分析

    刘玉法黄辉杜光钢齐文超...
    41-47页
    查看更多>>摘要：为探究影响爆破用静态破碎剂水化反应过程中膨胀压力与温度变化的外部因素,基于多水平正交实验进行静态破碎剂的配方优化设计,利用"外管法"测试静态破碎剂膨胀压力,使用温度计探针实时监测破碎剂水化反应温度.从不同水灰比、不同环境温度、不同拌合水温三个方面对静态破碎剂进行水化反应分析研究,结果表明:静态破碎剂反应的峰值温度随水灰比的增加而先增加后降低;随环境温度以及拌合水温的升高而升高,整体水化反应温度经历"平缓—急剧升温—快速降温"的过程;静态破碎剂在测试钢管中的峰值压力随水灰比增大而呈现先增大后减小的趋势,随环境温度升高而升高,但温度过高易导致破碎剂喷孔使膨胀压急剧降低直至失去膨胀力.适当提高拌合水温对静态破碎剂水化反应起促进作用,拌合水温不宜高于 35℃.

    氧化钙静态破碎剂膨胀压力水化反应

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    高温作用下页岩动态力学特性及微观损伤特征研究

    梁潇吴俊齐文超冉秋硕...
    48-57页
    查看更多>>摘要：温度和冲击载荷耦合作用下页岩微观损伤特征和宏观力学性能关系密切,为研究高温作用下页岩的动态力学特性及微观损伤特征,基于分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对常温(25℃)和高温后(200℃、400℃、600℃、800℃)的页岩试样开展动态冲击压缩实验,并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试手段对不同温度作用后的页岩试样进行微观结构分析.结果表明:在相同冲击气压条件下,试样动态抗压强度、弹性模量随温度升高逐渐降低,页岩强度劣化,破碎程度加剧.温度一定时,随着冲击气压的提高,试样强度和变形均不断增大,呈现出明显的应变率强化效应,且冲击气压越大温度的劣化效应越显著.页岩试样随冲击气压增大穿晶断裂现象增多,而随着温度的升高,400℃时页岩动态力学性能发生剧变,600～800℃时出现韧窝和滑移分离为代表的塑性破坏特征,温度导致页岩矿物组成结构改变是致使其力学性能变化的主要原因.

    页岩高温动态力学特性SHPB微观结构

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    某煤矿深部软岩巷道围岩破坏特征及控制技术研究

    李鹏姜关照李红
    58-64页
    查看更多>>摘要：深部矿产资源开发面临地应力大、巷道支护困难等问题.山西某煤矿-590 m水平运输平巷支护结构失效,巷道变形量大,对井下安全生产造成了较大的影响.针对原支护方案存在的问题,提出"锚网索一体化"支护思路,综合采用现场测试、数值模拟、工业实验等手段研究了巷道围岩破坏特征及控制技术.研究表明:(1)巷道围岩水平主应力较高,达到了39.08 MPa,是影响围岩稳定性的主要原因;(2)对不同支护方案巷道周边围岩应力场与塑性区分析表明,优化后支护方案垂直应力较原方案降低了 14%,塑性区范围缩小了 20%,"一体化"方案支护效果较好;(3)工业应用和锚杆(索)应力测试表明,当锚杆、锚索应力分别达到 53.9 kN、389.12 kN时,较原方案提高了 14.6%和 15.4%,受力效果较好,巷道变形在 30 d内控制在 200 mm内,较原方案下降了约 57%,实现了良好的支护效果."一体化"支护形式可有效控制围岩变形,为类似地质条件的巷道支护提供参考.

    深部软岩巷道"锚网索一体化"支护数值模拟现场监测

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    巴西劈裂下全尾砂胶结充填体抗拉强度特征研究

    蔡发雄孙伟张盛友姜明归...
    65-73页
    查看更多>>摘要：研究充填体抗拉强度对维护采场稳定具有重大参考价值.充填体的破坏过程也是能量耗散的过程,养护龄期、分层数等因素直接影响充填体的强度大小及能量耗散.以全尾砂为骨料,制备一组质量浓度为 78%,灰砂比分别为 1∶4、1∶6、1∶8,养护龄期分别为 3 d、7 d、14 d、28 d的胶结充填体进行巴西劈裂实验,分析了养护龄期与分层数对充填体强度、能量耗散及破坏规律的影响.结果表明:灰砂比一定时,不同分层的充填体的强度随养护龄期呈正相关关系;养护龄期一定时,强度与灰砂比呈正相关关系,分层会形成结构弱面,降低充填体强度.巴西劈裂过程中充填体的能量耗散随养护龄期的增长而增大,与强度变化特征一致;室内实验结果可以看出,充填体裂纹起裂点大多位于充填体中心点处,在破坏时主裂纹伴随无数微裂纹从中心点处开始萌生、扩展直至贯穿整个充填体,呈不规则形状向加载直径上扩散.不同分层充填体裂纹扩展较为连贯,部分充填体出现了分层界面局部错动的情况,断裂特征多为中心断裂与偏心断裂的复合式断裂.研究结果可为充填采矿设计、实际矿山充填提供理论支持.

    巴西劈裂能量耗散抗拉强度胶结充填体损伤裂纹扩展

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    某多金属矿露天开采终了边坡结构参数分析及稳定性验算

    刘国寅孙发院丁军明杜德岗...
    74-84页
    查看更多>>摘要：露天多金属矿山的边坡稳定性是确保矿山安全生产和环境保护的关键问题.采用正交实验设计、极限平衡法和FLAC3D数值模拟等方法,对某露天矿山终了边坡的结构参数进行系统分析,并对其稳定性进行验证.通过正交实验设计,考察了不同坡高、坡角和地质条件下的边坡稳定性参数,并结合简化Bishop法和Morgenstern-Price法计算了安全系数.结果表明,在自然条件下,各坡面的安全系数均大于 1.17,符合规范要求.为了进一步验证边坡的稳定性,采用FLAC3D数值模拟结合强度折减法进行三维稳定性分析.模拟结果表明,在边坡顶部和表面局部区域存在一定风险,但整体安全系数为 1.78,表明边坡处于稳定状态.本研究不仅为露天矿山边坡设计和稳定性评价提供了理论依据和实践指导,也为类似工程项目提供了借鉴,具有提升矿山开采安全性和延长矿山寿命的重要价值.

    边坡稳定性Bishop法Morgenstern-price法强度折减理论FLAC3D

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    地采扰动下露天坑地表岩移特征及废石充填方案研究

    韩岩松张晶周宗红刘银...
    85-92页
    查看更多>>摘要：无底柱分段崩落法常应用于黑色金属露天转地下矿山,该方法易引起露天采场边坡失稳,影响矿区周边建(构)筑物的安全.以地表斜坡坡度较陡且地形切割强烈的李家河铁矿为研究对象,依据地表航拍点云数据和生产平面图建立精细的数值模型,采用数值模拟研究地下持续开采扰动作用下的露天坑地表岩移特征,并结合地势、植被、农作物和公路等因素,对比优选合理可行的地表废石充填方案.结果显示,随着矿体逐步向深部开采,受地形和矿体分布影响,Ⅰ号矿坑呈现局部零星破坏,Ⅱ号矿坑以东北侧区域破坏为主,Ⅰ号矿坑地表沉降变化范围小于Ⅱ号矿坑,最终优选出从侧壁向中间靠拢再向北侧推进的地表废石充填方案.

    无底柱分段崩落法露天转地下地表岩移数值模拟废石充填

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