期刊,矿业研究与开发 2024年卷1期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

矿业研究与开发

主　　编：周爱民

出版周期：双月刊

国际刊号：1005-2763

电子邮箱：kyyk81@263.net

电　　话：0731-88670962 88631209

邮政编码：410012

地　　址：湖南省长沙市麓山南路343号

矿业研究与开发/Journal Mining Research and Development北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是经国家科技部和新闻总署批准国内外公开发行的矿业技术类期刊，由中国有色金属学会和长沙矿山研究院主办。主要刊载采矿、地压选矿、爆破、矿山机电与自动化、矿山计算机应用、矿山环保、资源综合利用、特殊采矿及经营管理等方向的内容。主要面向矿山企业、科研设计、高等院校、矿业经营管理等部门的工程技术人员、管理干部和师生。

正式出版

收录年代

岩块宏细观参数对垮落带岩体力学特性的影响

林圆唐建新袁芳孔令锐...

73-81页

查看更多>>摘要：为研究岩块的宏细观参数对垮落带岩体力学特性的影响,采用现场试验方法对采空区岩芯试样进行侧限压缩试验;基于试验结果采用PFC3D数值模拟方法开展了工程尺度下垮落带压缩变形特性的数值模拟,分析了模型尺寸、岩块块度、碎胀系数和细观力学参数对垮落带岩体力学特性的影响;并采用量纲法分析得到了垮落带的线性应力-应变本构关系.结果表明,岩芯试样加载曲线近似线性变化,试样应力-应变曲线的斜率随岩芯总长度的增加而增大;垮落带的压缩量随模型径高比和碎胀系数的增大而增大,随岩块块度、有效模量的增大而减小,当模型直径与高度的比值大于3∶1后,模型尺寸对垮落带压缩变形特性影响显著减小;当岩块块度大于1.3 m后,垮落带的压缩变形曲线由指数增加变为线性增加;碎胀系数低于2.0时,垮落带压缩变形曲线呈线性变化,高于2.0后,应力-应变曲线呈指数变化,垮落带的孔隙压密特性逐渐增强.

关键词：

垮落带宏细观参数岩块块度力学特性量纲分析

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冲击荷载下裂隙砂岩动力响应及能耗规律研究

黄浩波周羽江亲财于洋...

82-86页

查看更多>>摘要：为探究含裂隙岩石的动态力学性能、破坏模式以及冲击破碎过程的能量耗散规律,选取完整砂岩试样和5组不同预制裂隙角度的砂岩试样,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行动态冲击试验.试验结果表明,裂隙会劣化试样的抗冲击能力,裂隙的角度越大,裂隙试样的动态抗压强度也越大,90°裂隙试样的力学性能最接近完整试样;试样以拉伸劈裂和冲击压碎破坏形式为主,裂隙角度不会影响试样的最终破坏形式;随着裂隙角度的增大,试样的反射能与入射能的比值逐渐降低,透射能与入射能的比值逐渐增大,能量耗散率与裂隙的角度无明显关系.

关键词：

裂隙砂岩动力响应能量耗散冲击荷载SHPB

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异性结构面抗剪特性试验研究

刘亚男罗艺辉孙勃严旭峰...

87-93页

查看更多>>摘要：异性结构面的抗剪特性研究有助于分析与评价工程岩体的稳定性.为研究粗糙度与法向应力对异性结构面抗剪强度、变形特征以及结构面损伤特征的影响,进行了两组异性结构面的直剪试验.研究结果表明:异性结构面剪应力-剪切位移曲线为具有明显阶段性特征的峰值型曲线,法向位移-剪切位移曲线呈现出先剪缩后剪胀的趋势;随着粗糙度增大,结构面峰值抗剪强度与残余抗剪强度增大;随着法向应力增大,结构面峰值抗剪强度增大,峰后应力降低幅度增大,且高法向应力对结构面剪胀效应有抑制作用;异性结构面壁面损伤系数随结构面粗糙度与法向应力的增大而增大,且上盘软岩损伤面积增幅大于下盘硬岩损伤面积增幅;异性结构面破坏不是单一的剪切行为,而是滑移、剪断、张拉多种破坏形式复合作用的结果,结构面破坏模式可分为剪切滑移破坏、剪切啃断破坏与张拉破坏.

关键词：

异性结构面抗剪特性粗糙度法向应力损伤特征

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含共面双裂隙复合岩石的力学特性与破坏规律研究

肖桃李许可袁浩折海成...

94-103页

查看更多>>摘要：为了研究裂隙构型属性对层状复合岩石的力学行为、破坏模式及裂纹扩展规律的影响,以预制含共面双裂隙复合岩样为研究对象,通过室内单轴压缩试验与数字图像采集模块,分析在不同裂隙长度、倾角下岩样的力学特性和破坏特征.结果表明:(1)岩样峰值应力和弹性模量随着裂隙倾角增加上升,随裂隙长度增加而下降;劣化系数k随裂隙倾角的增加而减小,随裂隙长度的增加而增大.(2)破坏模式受裂隙倾角和两种岩石材质的影响,破碎程度主要由裂隙长度决定.(3)岩桥的贯通模式受裂隙倾角和结构面的控制,4种贯通模式中,随裂隙倾角增大,贯通趋势增强,但裂隙倾角达90°时不再贯通,且结构面会抑制岩桥的贯通.(4)裂纹扩展受裂隙长度影响,当裂隙长度小于12 mm时,裂纹首先出现在岩样的右半部分,而弹性阶段产生的裂纹主要出现在岩样的左半部分,当裂隙长度大于12 mm时,裂纹均匀布满岩样表面.该研究成果对实际工程建造和设计具有一定的指导意义.

关键词：

共面双裂隙复合岩类岩石材料力学特性破坏规律

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低围压双向压缩条件下竖直裂纹扩展机制研究

王家豪汪学清高阳胡明明...

104-111页

查看更多>>摘要：为研究地下洞室开挖等岩石工程中双向压缩应力状态下的岩体裂纹扩展机制,以低围压三向受压或单轴压缩条件下含竖直裂纹的岩体试样为研究对象,通过数值模拟的方式分析不同泊松比μ和裂纹迹长a条件下远场轴向压应力和裂纹尖端应力的分布规律.基于叠加原理得到双向压缩条件下竖直裂纹/翼裂纹尖端近场应力的表达式,并推导出该应力状态下裂纹岩体试样的应力强度因子及裂纹扩展方向.结果表明:存在远场轴向压应力时,泊松比μ和裂纹迹长a对裂纹尖端应力分布规律有明显影响.裂纹尖端应力σxx与平行于裂纹面的轴向压应力σn的比值与泊松比μ成一次函数关系,与裂纹迹长a成三次函数关系.

关键词：

双向压缩应力远场轴向压应力近场应力泊松比裂纹迹长

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岩石破坏前兆的k-均值聚类识别方法

李国墙张军徽杨金诺宋义敏...

112-117页

查看更多>>摘要：为研究岩石在外力扰动下发生突发性破坏时,与岩石破坏前兆密切相关的声发射信号,基于k-均值聚类方法的特征,开展了红砂岩单轴压缩声发射试验,以声发射信号的能量、幅度、上升时间、持续时间和振铃计数5个参数作为特征向量,进行k-均值聚类分析,获得了 3种不同类型的声发射信号,并开展了时序演化分析.结果表明,第一类和第二类声发射信号自弹性阶段开始便持续密集出现,直至试验结束,无明显演化异常的阶段性变化;第三类信号在弹性变形阶段零星出现,在变形局部化阶段突变为持续密集出现,有明显的演化异常,与岩石的破坏机理相符,且异常时间点与散斑云图突变时间点相同,该类信号还具有能量占比大、信号数量占比小的特征,能够反映岩石破坏前兆信息,适用于岩石破坏预警.

关键词：

聚类分析k-均值聚类岩石破坏前兆声发射时序演化

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磨料水射流切割能力与岩石参数相关关系研究

袁瑞甫秦博邓俊豪程高宇...

118-124页

查看更多>>摘要：选用山西组二1煤层上方30 m内常见的岩石作为靶件,进行了磨料水射流切割试验,对岩石力学参数与切缝深度进行了相关性分析,并借助VHX-2000数码显微镜观测了切缝内壁的显微形貌.结果表明:研究范围内煤层上方岩石主要为粉砂岩、中砂岩、泥岩、砂质泥岩,其次为灰岩和粗砂岩;切缝深度与岩石弹性模量的相关性最强,但也存在一定岩石的切缝深度与其弹性模量存在异常关系,切缝深度与岩石抗压强度的相关性次之,与抗拉强度的相关性最弱;岩石岩性对磨料水射流的切割机理没有影响,岩石晶体主要发生穿晶断裂和沿晶断裂,切缝深度的变化主要受岩石晶体强度、晶体胶结情况和晶体直径等因素影响.

关键词：

磨料水射流岩石力学参数切缝切割机理相关性分析

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金川三矿区巷道围岩松动圈厚度的确定及支护试验

王康伟王文杰张鹏强朱大铭...

125-131页

查看更多>>摘要：巷道松动圈厚度是确定合理支护参数的重要依据.针对巷道顶板松动圈测试困难的问题,以金川三矿区1330 m水平分段巷道为研究对象,首先采用超声波法对巷道帮部围岩进行松动圈测试;其次根据测试结果,采用黄金分割法对Hoek-Brown强度准则中的单轴抗压强度σc、H-B常数mi、地质强度指标GSI及岩体扰动参数D进行参数反演;然后结合三矿区实测地应力,采用Hoek-Brown强度准则及参数反演结果计算出巷道顶板围岩松动圈的厚度;最后对三矿区1330 m水平不同类型围岩松动圈进行分类,根据分类结果提出不同的支护参数,并进行了现场支护试验,巷道支护效果良好.研究结果为巷道围岩松动圈的确定提供了新的方法和技术支撑.

关键词：

巷道支护围岩松动圈超声波法黄金分割法正交试验

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赵固一矿厚松散层薄基岩巷道支护方案优化与实践

余永强彭天祥范利丹张程鑫...

132-140页

查看更多>>摘要：厚松散层薄基岩煤层开采是目前我国煤炭生产面临的难题之一.以赵固一矿16081上顺槽为工程背景,采用有限差分软件模拟了 5种支护设计方案,通过应力、位移、塑性区3个指标对模拟结果进行分析,选出了最优支护方案,在此基础上开展了现场支护实践,并进行了巷道变形监测.结果表明,(1)"锚索网+封闭式钢架+底板锚杆+底板注浆"加强支护方案对16081上顺槽围岩的控制效果较好;监测时间为90 d时,巷道顶底板的相对移近量约为80 mm,两帮相对移近量约为140mm;(2)与未支护巷道相比,最优方案的围岩垂直应力峰值降低,应力峰值向浅部转移,并出现在距离两帮表面约2 m处;水平应力峰值区向底板浅部转移,且主要集中在距离巷道底板中心约0.9 m处;(3)与未支护巷道相比,最优方案的两帮最大变形量为21 mm,减少了约80.9％;该方案的塑性区体积仅为15.3 m3,缩小了约85.6％.

关键词：

厚松散层薄基岩支护方案优化巷道变形量塑性区体积

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氧气浓度对褐煤吸附特性的影响研究

杨晶晶张嬿妮侯云超舒盼...

141-146页

查看更多>>摘要：煤自燃是威胁矿井安全生产的重大灾害之一,而氧气对于煤自燃的发生及发展具有明显的调控作用,其中煤氧吸附是影响煤自燃反应的关键.因此,选取褐煤为研究对象,分别采用低温氮吸附法和红外光谱法研究了不同氧气浓度下煤孔隙结构参数和官能团的变化规律;采用PCTPro-C80联用试验法研究了氧气浓度对煤的氧吸附量和吸附热的影响.结果表明:煤的比表面积和孔隙体积随氧气浓度的升高整体表现为增大,煤孔隙体积主要以中孔为主;随着氧气浓度的升高,微观上—Ar-CH、—CH2-CH3、—OH等基团含量减少,宏观上煤吸氧量和吸附热整体表现为增多;当氧气浓度为13％时,煤的比表面积、孔隙体积、煤吸氧量和吸附热呈明显降低趋势,且—CH2-CH3基团的含量下降速率最快,下降值为18.11％.

关键词：

煤自燃孔隙结构参数官能团氧吸附量吸附热

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