矿柱偏心承载特性与失稳破坏机制

1

作者 马强英 王薪荣 +2 位作者 杨宇江 夏治国 路增祥 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第1期100-107,共8页

荷载重心与矿柱截面形心不重合的偏心承载普遍存在于地下开采工程之中。为揭示矿柱偏心压缩承载特性与失稳破坏力学机制,采用一种模拟偏心压缩的试验装置,开展了五组不同偏心距条件下矿柱轴向压缩试验,得到了偏心压缩时矿柱抗压强度及... 荷载重心与矿柱截面形心不重合的偏心承载普遍存在于地下开采工程之中。为揭示矿柱偏心压缩承载特性与失稳破坏力学机制,采用一种模拟偏心压缩的试验装置,开展了五组不同偏心距条件下矿柱轴向压缩试验,得到了偏心压缩时矿柱抗压强度及失稳破坏特征。利用MV-XG280相机监测了加载过程中矿柱表面的散斑图像,结合数字图像相关方法分析了偏心距为1/6矿柱宽度时其表面位移场与应变场演化过程。结果表明:1)矿柱的抗压强度和弹性模量随偏心距增加呈降低趋势,偏心距越大矿柱越容易达到强度极限而破坏,与均匀压缩相比,偏心荷载作用大大降低了其承载能力;2)偏心荷载下矿柱的破坏特征为小偏心受压破坏和大偏心受拉破坏。偏心压缩使矿柱受力和力矩的共同作用,表现出偏心距越大整体弯曲变形程度越严重;3)偏心距为矿柱宽度的1/6时,位移场及应变场反映了试件变形破裂的演化过程,随着荷载的增加,位移场最大位移区域进一步集中,应变场出现明显的局部化带,形成最终导致矿柱破坏的宏观裂隙。 展开更多

关键词 矿柱 偏心压缩 偏心距 承载特性 破坏模式

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附加载荷作用下空区顶板稳定性分析 被引量：10

2

作者 杨宇江 高晗 李元辉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1332-1335,共4页

以齐大山铁矿为工程背景,利用FLAC3D软件和Mohr-Coulomb屈服准则,通过极限分析方法和数值模拟技术相结合,研究了在附加载荷的作用下,不同厚度的空区顶板的稳定性.计算结果表明:当顶板厚度小于5.5 m时,顶板的破坏以受拉伸破坏为主,破坏区... 以齐大山铁矿为工程背景,利用FLAC3D软件和Mohr-Coulomb屈服准则,通过极限分析方法和数值模拟技术相结合,研究了在附加载荷的作用下,不同厚度的空区顶板的稳定性.计算结果表明:当顶板厚度小于5.5 m时,顶板的破坏以受拉伸破坏为主,破坏区呈"拱"形向围岩内发展,此时的安全系数和极限承载能力随顶板厚度的变化并不明显,近似呈线性关系;当厚度大于5.5 m后,顶板的安全系数和极限承载能力随顶板厚度增大而迅速增加,因而建议对于10 m跨度的空区,其顶板安全应不小于5.5 m.对岩体黏聚力、内摩擦角和抗拉强度同步进行折减得到破坏区与增量加载的计算结果相似,得到的安全系数要小于仅折减黏聚力和内摩擦角得出的结果,因而,对不同顶板厚度安全系数的计算,需要考虑拉伸破坏的影响. 展开更多

关键词 顶板 极限分析法 数值模拟 安全系数 附加载荷

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爆破作用下露天矿边坡动态稳定性 被引量：4

3

作者 杨宇江 李艳 +1 位作者 刘建坡 徐帅 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1472-1475,共4页

以归来庄深凹露天金矿为工程实例,采用FLAC和强度折减法,得出边坡在静力条件下的安全系数.针对不同折减系数下的边坡计算方案,在坑底施加爆破动载荷.将加卸载响应比理论引入边坡动力稳定分析研究中,建立边坡在爆破作用下的加卸载响应模... 以归来庄深凹露天金矿为工程实例,采用FLAC和强度折减法,得出边坡在静力条件下的安全系数.针对不同折减系数下的边坡计算方案,在坑底施加爆破动载荷.将加卸载响应比理论引入边坡动力稳定分析研究中,建立边坡在爆破作用下的加卸载响应模型.以爆破振动速度的周期性变化作为加载量,以边坡特征点的相应速率作为响应参数,进而确定在爆破载荷作用期间的边坡加卸载响应比.计算结果表明:在爆破载荷作用后,不同的边坡稳定状态表现出不同的加卸载响应比特征;在边坡失稳前,加卸载响应比呈现持续增长的特点,说明以加卸载响应比作为爆破边坡稳定性的判断依据是可行的. 展开更多

关键词 爆破振动 露天矿边坡 加卸载响应比 数值模拟 安全系数

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露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析 被引量：15

4

作者 杨宇江 李元辉 +1 位作者 尹国光 韩洪江 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1032-1035,1040,共5页

以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用FLAC3D软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析.在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律.... 以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用FLAC3D软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析.在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律.根据两者之间的统计关系,并结合岩石的抗拉强度准则,分析了不同厚度境界矿柱发生破坏的临界振动速度.计算结果表明:垂直方向振动速度和拉应力最大值之间为线性关系,可采用质点最大振动速度作为安全判据.当矿房跨度分别为8,10和12 m时,在动载作用下,最小安全厚度分别为8,14和18 m. 展开更多

关键词 采矿工程 境界矿柱 爆破荷载 数值模拟 振动速度

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基于强度折减法的地下采场稳定性分析 被引量：15

5

作者 杨宇江 庄文广 +1 位作者 王照亚 李元辉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期864-867,共4页

以玲珑金矿东风矿区的阶段矿房法试验矿房采切为工程实例,采用强度折减法和具有拉剪破坏分析功能的FLAC程序,对矿房的稳定性进行分析.通过不断折减岩体材料的力学强度参数,使围岩塑性区接续扩展,直至采场发生破坏,此时的折减系数即为安... 以玲珑金矿东风矿区的阶段矿房法试验矿房采切为工程实例,采用强度折减法和具有拉剪破坏分析功能的FLAC程序,对矿房的稳定性进行分析.通过不断折减岩体材料的力学强度参数,使围岩塑性区接续扩展,直至采场发生破坏,此时的折减系数即为安全系数.计算结果表明,采场被切割后结构复杂,单纯根据塑性区范围大小或等效塑性应变贯通作为采场整体失稳的临界判据是值得商榷的,而关键点位移和单元破坏规律发生突变具有较好的一致性,可用于作为确定采场整体失稳的判据.对试验矿房两个分段切割槽形成后的计算结果分别为2.14和1.94,可见矿房的稳定性较高,该采矿方法适合在矿区推广使用,得到的结果能够为类似工程实践提供参考. 展开更多

关键词 地下采场 强度折减法 安全系数 稳定性分析 数值模拟

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基于加卸载响应比理论的矿柱动力稳定性分析 被引量：8

6

作者 杨宇江 李元辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期324-330,共7页

利用有限差分程序FLAC建立连续和并排的两类非均质矿柱模型,对矿柱在动力载荷循环作用下的破坏过程进行全时程动力分析。将加卸载响应比(LURR)理论引入矿柱动力稳定性分析中,以施加的动力载荷对矿柱作用的周期性变化作为加载量,以矿柱... 利用有限差分程序FLAC建立连续和并排的两类非均质矿柱模型,对矿柱在动力载荷循环作用下的破坏过程进行全时程动力分析。将加卸载响应比(LURR)理论引入矿柱动力稳定性分析中,以施加的动力载荷对矿柱作用的周期性变化作为加载量,以矿柱特征点的位移变化和破坏单元的弹性应变能的演化规律作为响应参数,建立矿柱的加卸载响应比模型,确定矿柱在动力载荷作用期间的加卸载响应比时间序列。计算结果表明,矿柱整体上处于稳定状态和趋于失稳时,其加卸载响应比Y值表现出不同的特征,通过对Y值的分析对矿柱的稳定状态进行评价,预测是否临近峰值承载能力,表明在矿柱动力破裂过程数值模拟分析中引入加卸载响应比是矿柱破坏力学行为研究的一种方便而有效的方法。 展开更多

关键词 岩石矿柱 加卸载响应比 数值模拟 动力稳定性

原文传递

数值岩石试样破裂过程多重分形特征 被引量：6

7

作者 杨宇江 李元辉 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期796-801,共6页

采用数值分析的方法和FLAC3D软件,建立服从应变软化关系的非均质岩石试样模型。引入多重分形理论,通过盒计数法计算了单轴加载过程中峰前某一阶段单元体积应变的多重分形谱f(α)。分析了f(α)-α曲线特征参数#f和#α随加载过程的阶段特... 采用数值分析的方法和FLAC3D软件,建立服从应变软化关系的非均质岩石试样模型。引入多重分形理论,通过盒计数法计算了单轴加载过程中峰前某一阶段单元体积应变的多重分形谱f(α)。分析了f(α)-α曲线特征参数#f和#α随加载过程的阶段特征,不同均匀程度的岩石试样在临近峰值强度前#α和f(α)max的变化规律。研究结果表明,采用多重分形理论对单元体积应变的空间分布特征进行描述,可以在较大的尺度内满足标度不变性。通过不同的参量进行概率计算得出的f(α)略有不同,但动态变化规律相近,f(α)曲线呈左钩形状,随着载荷的增加#f变大,而#α变小。当不是所有的盒子内都存在可测度的参量时,f(α)max随载荷的增加而增长。对于均匀程度不同的试样,峰前f(α)max与#α随均匀性的增加而减小,但在均匀性较高以后,逼近于某一常数。 展开更多

关键词 非均匀性 数值模拟 多重分形谱 标度不变性

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岩石破裂过程中的声发射b值及分形特征研究 被引量：139

8

作者 李元辉 刘建坡 +1 位作者 赵兴东 杨宇江 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2559-2563,2574,共6页

应用声发射及其定位技术,通过单轴受压岩石破坏声发射试验,对岩石破裂过程中的声发射b值和空间分布分形维值随不同应力水平的变化趋势进行了研究。研究结果表明:声发射分形维值D和b值反映了岩石破坏过程中微裂纹的初始和扩展;在小尺度... 应用声发射及其定位技术,通过单轴受压岩石破坏声发射试验,对岩石破裂过程中的声发射b值和空间分布分形维值随不同应力水平的变化趋势进行了研究。研究结果表明:声发射分形维值D和b值反映了岩石破坏过程中微裂纹的初始和扩展;在小尺度微裂纹所占比例较高的加载初期,分形维值和b值在较高的水平波动变化,部分岩石试件分形维值和b值呈现升高现象;随着载荷的增加,岩石内部微裂纹的空间分布由无序向有序转变,大尺度裂纹所占比例增加,声发射定位事件出现群集现象,分形维值和b值开始较快速下降并在岩石失稳破坏时达到最低值。在岩石破坏过程中,声发射分形维值和b值的变化趋势相近。由于实际应用时,分形维值和b值的最小值(临界点)难以确定,故可将2个参数相结合,以分形维值D和b值较快速下降作为前兆特征,以提高现场岩体稳定性监测的准确性。 展开更多

关键词 声发射 岩石破坏 分形维值 B值

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基于声发射实验岩石破坏前兆特征研究 被引量：26

9

作者 张省军 刘建坡 +3 位作者 石长岩 李元辉 赵兴东 杨宇江 《金属矿山》 CAS 北大核心 2008年第8期65-68,共4页

在单轴加载条件下,进行岩石破裂失稳全过程声发射实验研究,得到岩石破裂过程中的应力-应变曲线、声发射参数与时间的关系。选取累计AE数、AE能量释放率、震级-频度关系中的b值随时间的变化规律研究了岩石失稳破坏的前兆信息。结果表明:... 在单轴加载条件下,进行岩石破裂失稳全过程声发射实验研究,得到岩石破裂过程中的应力-应变曲线、声发射参数与时间的关系。选取累计AE数、AE能量释放率、震级-频度关系中的b值随时间的变化规律研究了岩石失稳破坏的前兆信息。结果表明:在初始加载阶段,声发射数量很少;在岩石弹性变形阶段后期和塑性变形阶段,累计声发射数快速增加;声发射能量在岩石破裂过程中相当长的一段时间内保持低释放率,而在破坏前释放明显;在岩石失稳破坏前,b值出现快速下降现象,多数岩石试件声发射b值岩石破坏前下降到最低值。这些前兆特征可以为现场岩体声发射监测预报技术的应用提供依据,以提高岩体稳定性监测预报的准确率。 展开更多

关键词 岩石力学 声发射 岩石破坏 B值 能量释放率

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不同岩石声发射定位算法及其实验研究 被引量：30

10

作者 刘建坡 王洪勇 +1 位作者 杨宇江 李元辉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1193-1196,共4页

应用声发射定位技术实验研究了不同加载方式下不同岩石(花岗岩、砂岩)破裂过程中内部裂纹扩展的三维空间演化过程;对Geiger定位算法和单纯形定位算法的定位原理进行了分析,并对两种定位算法的定位精度进行了探讨.研究表明:声发射定位事... 应用声发射定位技术实验研究了不同加载方式下不同岩石(花岗岩、砂岩)破裂过程中内部裂纹扩展的三维空间演化过程;对Geiger定位算法和单纯形定位算法的定位原理进行了分析,并对两种定位算法的定位精度进行了探讨.研究表明:声发射定位事件直观反映了裂纹萌生、扩展的动态演化过程,声发射事件的定位结果与岩石试样的实际破坏模式非常吻合;单纯形算法的定位精度要高于Geiger算法,但定位的声发射事件数少于Geiger算法.在基于声发射定位技术对岩石失稳破裂过程进行研究时,可根据具体情况选用定位方法,也可通过两种或多种定位算法的对比分析来获得更精确的定位结果. 展开更多

关键词 岩石破坏 声发射定位 定位算法 Geiger算法 单纯形算法

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基于声发射监测循环载荷下岩石损伤过程 被引量：23

11

作者 刘建坡 李元辉 杨宇江 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1476-1479,共4页

应用声发射技术对循环载荷下岩石损伤过程进行了实验研究.基于加卸载响应比理论和损伤力学理论建立了循环载荷下岩石破坏过程中的内部损伤和声发射关系的数学模型,分析了循环加载方式下的岩石损伤演化过程和岩石失稳破坏的前兆.实验结... 应用声发射技术对循环载荷下岩石损伤过程进行了实验研究.基于加卸载响应比理论和损伤力学理论建立了循环载荷下岩石破坏过程中的内部损伤和声发射关系的数学模型,分析了循环加载方式下的岩石损伤演化过程和岩石失稳破坏的前兆.实验结果表明,岩石加载的声发射活动规律反映了其损伤过程;在循环加载条件下,随着载荷的增加,岩石在卸载过程中的损伤逐步增大,声发射数加卸载响应比Y值逐渐减小;对于大多数岩石试样而言,在其处于弹性变形后期时,声发射数加卸载响应比Y值达到(或接近)1并在小范围内波动,可以作为岩石失稳破坏的前兆,这对于循环载荷下岩石失稳破坏具有预测意义. 展开更多

关键词 声发射 岩石破坏 损伤 加卸载响应比 循环加载

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岩石非均匀性和围压对Kaiser效应的影响 被引量：7

12

作者 王立君 刘建坡 +1 位作者 杨宇江 李元辉 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第2期240-243,共4页

为了解采用Kaiser效应测原岩应力过程中的影响因素,应用岩石破裂过程分析软件(RFPA2D)对岩样进行数值模拟分析。结果表明:利用Kaiser效应测得的原岩应力值比真实值要小;岩石先前所受围压越大,岩石的均匀性越差,利用该方法测得的Felicit... 为了解采用Kaiser效应测原岩应力过程中的影响因素,应用岩石破裂过程分析软件(RFPA2D)对岩样进行数值模拟分析。结果表明:利用Kaiser效应测得的原岩应力值比真实值要小;岩石先前所受围压越大,岩石的均匀性越差,利用该方法测得的Felicity比值越小,Kaiser效应点应力值与真实值相差越大;对于均匀性极差的试样,Felicity比值曲线在首次加载施加围压后出现明显的拐点;随着岩石均质度的提高,先前所受围压对于Kaiser效应的影响逐渐降低。Kaiser效应的本质是对岩石内部损伤的记忆而不是对先前所受最大应力的记忆,要想得到准确的原岩应力,必须根据岩石的损伤本构关系对单轴加载得到的Kaiser效应点应力值进行修正。 展开更多

关键词 KAISER效应 均质度 围压 声发射 数值模拟

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倾斜中厚矿体卸压开采应力迁移规律 被引量：18

13

作者 刘建坡 陈斌 杨宇江 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1349-1352,共4页

针对金属矿床围岩破碎、采准巷道受地压影响破坏严重的现象,应用数值模拟的方法,对不同开挖方式下岩体应力场变化规律和分布特征进行了分析,探讨了通过卸压工程调控应力场迁移的力学机制,为采场结构参数的优化提供了理论依据.研究表明:... 针对金属矿床围岩破碎、采准巷道受地压影响破坏严重的现象,应用数值模拟的方法,对不同开挖方式下岩体应力场变化规律和分布特征进行了分析,探讨了通过卸压工程调控应力场迁移的力学机制,为采场结构参数的优化提供了理论依据.研究表明:开挖矿体会造成附近岩体内的应力重新分布,采用增大空区跨度和减小空区高度的回采方案,可以实现卸压开采的目的;结合某铜矿倾斜中厚矿体条件,进路布置在距矿体下盘6 m处,进路附近的垂向应力降低18%,能够满足卸压及经济效益的要求. 展开更多

关键词 无底柱分段崩落法 卸压开采 应力迁移 数值模拟

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基于声发射定位技术岩石破坏逾渗特征研究 被引量：5

14

作者 刘建坡 李元辉 杨宇江 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1769-1772,共4页

通过单轴加载条件下岩石破坏声发射实验,分析了岩石在受载过程中破坏单元的演化规律,对岩石破坏过程中的逾渗特征进行了探讨.分析结果表明:声发射定位事件反映了岩石内部微裂纹产生、扩展的演化过程,基于声发射定位事件对岩石内部破坏... 通过单轴加载条件下岩石破坏声发射实验,分析了岩石在受载过程中破坏单元的演化规律,对岩石破坏过程中的逾渗特征进行了探讨.分析结果表明:声发射定位事件反映了岩石内部微裂纹产生、扩展的演化过程,基于声发射定位事件对岩石内部破坏单元进行划分,能够反映破坏单元从无序分布向有序集中的自组织演化过程.岩石失稳破坏前,破坏集团数目与破坏集团规模——数目的负幂指数均出现增长变缓的趋势,反映了破坏单元的大面积贯通过程,岩石由稳定的破裂阶段转变为非稳定的破裂阶段.在破坏单元达到一定概率时应变开始突发式增长.基于声发射定位事件对破坏单元进行划分,从物理实验的角度研究岩石逾渗问题,具有实际应用价值. 展开更多

关键词 岩石破坏 声发射定位 逾渗 破坏集团

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上盘矿柱诱导冒落回收力学分析 被引量：1

15

作者 徐帅 李元辉 +1 位作者 杨宇江 戴星航 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1336-1339,共4页

针对缓倾斜、中厚矿体高效开采方法研究中,上盘岩体含水、破碎,回采爆破易造成该岩体损伤、破坏而导致贫化过早,涌水量增大,矿石结块,放矿困难等问题,提出预留上盘矿柱,减缓爆破震动对上盘围岩损伤;同时在下分段布置诱导炮孔,破坏残留... 针对缓倾斜、中厚矿体高效开采方法研究中,上盘岩体含水、破碎,回采爆破易造成该岩体损伤、破坏而导致贫化过早,涌水量增大,矿石结块,放矿困难等问题,提出预留上盘矿柱,减缓爆破震动对上盘围岩损伤;同时在下分段布置诱导炮孔,破坏残留区域根基,诱导预留矿柱冒落,达到回收矿柱的目的.采用Flac3d对回采过程中预留矿柱的应力、位移、塑性区等扩展、发育过程中力学机制进行模拟分析,反演了回采过程中预留矿柱对减缓上盘岩层破坏力学过程,得出在分段上盘预留2 m厚的三角保护矿柱,可有效地控制塑性区的发展,有利于维持上盘的稳定性,且在下分段拉槽时,进行诱导崩落,可以将该矿柱完全回收. 展开更多

关键词 缓倾斜矿体上盘 预留矿柱 诱导冒落 力学分析

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平行四边形采场结构上行分段充填法的数值模拟 被引量：1

16

作者 张国联 赵兴东 杨宇江 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期722-725,共4页

在分析分段充填法的应用现状及存在问题的基础上,以鲁中冶金矿业集团公司莱新铁矿为背景,综合考虑采场矿岩冒落特征,尽可能提高回采效率和爆破效果,避免采准巷道布置在充填体内等因素,提出了平行四边形采场结构的上行分段充填采矿方法,... 在分析分段充填法的应用现状及存在问题的基础上,以鲁中冶金矿业集团公司莱新铁矿为背景,综合考虑采场矿岩冒落特征,尽可能提高回采效率和爆破效果,避免采准巷道布置在充填体内等因素,提出了平行四边形采场结构的上行分段充填采矿方法,应用2D-σ有限元程序对其进行了数值模拟研究.研究结果表明:该方法在回采过程中不出现拉应力和较大应力集中,围岩应力周边分布均匀;回采后除下部充填体出现局部塑性区外,两边围岩及顶板不出现塑性区,说明莱新铁矿在破碎的厚大矿体中采用该方案是可行的.对比分析不同分段高度下围岩应力和塑性区分布,并考虑工艺要求,确定分段高度为10 m;考虑对相邻矿房回采的影响,提出充填体强度应在1 MPa以上的建议. 展开更多

关键词 平行四边形采场 上行开采 分段充填法 数值模拟 莱新铁矿

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中厚倾斜矿体卸压开采设计数值模拟研究

17

作者 王立君 刘建坡 +1 位作者 杨宇江 马启彪 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第1期1-4,18,共5页

针对谦比西铜矿矿体与近矿围岩稳定性差,受地压影响严重,进路屡遭破坏等问题,应用2D-数值分析软件,对不同开挖方式下岩体应力场变化规律和分布特征、卸压过程的力学机制、采场结构及参数优化进行了数值模拟研究。结果表明,沿脉布置1条进... 针对谦比西铜矿矿体与近矿围岩稳定性差,受地压影响严重,进路屡遭破坏等问题,应用2D-数值分析软件,对不同开挖方式下岩体应力场变化规律和分布特征、卸压过程的力学机制、采场结构及参数优化进行了数值模拟研究。结果表明,沿脉布置1条进路,增大空区跨度和减小空区高度的采场结构方式可以实现卸压开采的目的。在谦比西铜矿矿体所具备的倾角厚度条件下,进路布置在距矿体下盘6 m处,回采后可使下分段进路处的垂向应力降低18%,能够满足卸压及经济效益2方面的要求。 展开更多

关键词 倾斜中厚矿体 无底柱分段崩落法 卸压开采 数值模拟

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地下采深变化的露天矿残余边坡稳定性分析 被引量：11

18

作者 杨宇江 路增祥 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第1期168-173,共6页

为防止露天转地下开采中,露天矿残余边坡突然垮落可能引发安全事故,以孟家铁矿露天转地下开采工程为研究背景,采用FLAC3D数值模拟方法,研究了随着地下开采深度不断增加,露天矿残余边坡围岩的应力场、位移场及塑性区的变化规律,以及覆盖... 为防止露天转地下开采中,露天矿残余边坡突然垮落可能引发安全事故,以孟家铁矿露天转地下开采工程为研究背景,采用FLAC3D数值模拟方法,研究了随着地下开采深度不断增加,露天矿残余边坡围岩的应力场、位移场及塑性区的变化规律,以及覆盖岩层对边坡稳定性的影响。结果表明:(1)覆盖层散体能够吸收和转移露天矿残余边坡的应力,对能量释放起到缓冲作用,进而起到支撑边坡及围岩的作用;(2)随着地下开采深度不断增加,始终保持覆盖岩层上平面处于一个稳定的标高,能够有效改善露天矿边坡应力场和塑性区的分布状态,对边坡围岩变形起到一定的抑制和约束作用。 展开更多

关键词 露天转地下开采 地下采深 露天矿残余边坡 稳定性 数值计算

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溜井放矿颗粒运动特征分析的离散元方法 被引量：8

19

作者 韩连生 杨宇江 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第1期40-48,共9页

为了解溜井内颗粒物料运动特征,利用颗粒离散元方法和Hertz-Mindlin非线性接触模型,考虑井壁形貌特征和溜放矿块粒级组成,建立了井壁起伏差服从正态分布的非光滑井壁溜井和铲运机球形随机颗粒群放矿数值分析模型,用该模型对溜井不同区... 为了解溜井内颗粒物料运动特征,利用颗粒离散元方法和Hertz-Mindlin非线性接触模型,考虑井壁形貌特征和溜放矿块粒级组成,建立了井壁起伏差服从正态分布的非光滑井壁溜井和铲运机球形随机颗粒群放矿数值分析模型,用该模型对溜井不同区段内颗粒群碰撞及运动规律统计特征展开了分析。结果表明:(1)颗粒对溜井壁的碰撞源于颗粒脱离铲斗时速度的不一致性,碰撞自井口开始至井深-18～-30 m处达到碰撞频数最高值;(2)颗粒碰撞频发区为井口以下至2/3井深,该区域内颗粒的平均速率低且变化较小,井壁受损程度主要受颗粒对井壁碰撞频数影响,此后颗粒平均速率快速增长;(3)铲斗翻转速度对颗粒碰撞井壁的频数和平均速率的影响不明显,减缓铲斗翻转速度致使颗粒对井壁的碰撞集中区域下移;(4)井壁两侧受碰撞的频数变化受井壁起伏差影响较大,且碰撞总频数随井壁起伏差的增加而增多。 展开更多

关键词 运动特征 碰撞 颗粒介质 离散元 溜井

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基于颗粒流方法的端部放矿力链特性研究 被引量：3

20

作者 韩连生 杨宇江 《金属矿山》 CAS 北大核心 2019年第4期36-40,共5页

为加深对端部放矿矿岩颗粒流动机理的认识,采用颗粒离散方法,通过均匀分布的球形颗粒描述矿岩块构成,设计了具有矿岩散体细观性质的三维无底柱数值模型,进行了放出体流动特性细观分析。利用接触力学方法计算矿岩流动过程中颗粒间的接触... 为加深对端部放矿矿岩颗粒流动机理的认识,采用颗粒离散方法,通过均匀分布的球形颗粒描述矿岩块构成,设计了具有矿岩散体细观性质的三维无底柱数值模型,进行了放出体流动特性细观分析。利用接触力学方法计算矿岩流动过程中颗粒间的接触力和力网分布特征,计算结果表明:①放矿过程中颗粒间接触力与平均接触力的比值f不受放矿的影响,肯峰值约等于1,在f>1时服从幂函数关系,f<1时呈负指数关系;②颗粒内长度L大于3个颗粒数的力链概率服从e指数关系,一次放矿中力链较长的概率略有降低,但在任意时刻,均随着力链长度的增加而迅速下降;③放矿的全过程中,f∈[1,2]时接触力随出矿次数的增加而线性下降,但f>2时接触力不受放矿影响。 展开更多

关键词 崩落法 颗粒流 接触力 力链

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