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急倾斜薄矿脉中深孔爆破围岩夹制作用机理及定量表征方法
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作者 王智 安龙 +1 位作者 孙星 符洲云 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第4期61-72,共12页
以甘肃某金矿急倾斜薄矿脉为工程背景,针对急倾斜薄矿脉中深孔爆破围岩夹制作用大,矿石贫损大的问题,采用现场调查、PMMA(有机玻璃)爆破模型试验与数值模拟相结合的方法,深入探究了薄矿脉爆破围岩夹制作用机理,提出并建立了围岩夹制作... 以甘肃某金矿急倾斜薄矿脉为工程背景,针对急倾斜薄矿脉中深孔爆破围岩夹制作用大,矿石贫损大的问题,采用现场调查、PMMA(有机玻璃)爆破模型试验与数值模拟相结合的方法,深入探究了薄矿脉爆破围岩夹制作用机理,提出并建立了围岩夹制作用的定量表征方法。开展PMMA爆破模型试验,分析了薄矿脉不同采幅条件下的爆生裂纹分布规律,结果表明:薄矿脉采幅减小,降低了炮孔周围爆破粉碎区以及破裂区的半径,抑制了爆破裂纹的发育。开展了不同薄矿脉采幅条件下的爆破数值模拟,结果表明:薄矿脉采幅减小,爆破自由面处反射叠加的爆破能量减小,爆破破岩的体积也相应减小,更多的爆破能量以动能的形式散逸不能有效破岩。基于爆破能量分析结果,提出了薄矿脉爆破夹制系数的定量表征方法,即采用半无限工况和窄幅工况下爆破自由面中心点处的总能量峰值之比来定义夹制系数,并用该指标来表征夹制作用的大小,进而通过采幅宽度和岩体力学参数建立了爆破夹制系数预测模型,为急倾斜薄矿脉中深孔爆破参数的优化设计提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 急倾斜薄矿脉 中深孔 夹制作用 自由面宽度 定量表征
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断层影响下中深孔采场围岩不连续变形特征及稳定性评价 被引量:6
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作者 孙星 《中国矿业》 2023年第6期113-122,共10页
断层作为典型的不良地质结构对工程岩体的稳定性具有显著影响。以山东省某矿山典型倾斜中厚破碎矿体为背景,采用数值模拟手段,开展断层影响下中深孔采场围岩稳定性分析。针对该矿山断层、构造分布的多样性特征,选取断层倾角、断层厚度... 断层作为典型的不良地质结构对工程岩体的稳定性具有显著影响。以山东省某矿山典型倾斜中厚破碎矿体为背景,采用数值模拟手段,开展断层影响下中深孔采场围岩稳定性分析。针对该矿山断层、构造分布的多样性特征,选取断层倾角、断层厚度以及断层与中深孔采场的相对位置关系为影响因素进行计算分析。数值计算结果表明:由于断层的存在,在断层与中深孔采场之间的围岩变形量、围岩变形影响范围以及损伤破坏区范围均不同程度增大,同时断层表现出明显的阻隔效应,断层上盘围岩的位移、应力和损伤程度显著降低。随着矿体上盘断层倾角增加,采场围岩位移量、变形范围和损伤破坏区深度先减小后增大,当断层倾角为54°时,采场围岩破坏区范围最小,破坏区深度仅为0.05 m;随着矿体上盘断层厚度的增加,采场围岩位移量、变形范围以及损伤破坏区深度呈线性增长,当断层厚度为2.5 m时,其破坏区深度达到1.16 m。对比断层与中深孔采场相对位置关系对围岩稳定性的影响可知,当断层距离中深孔采场超过10 m时,断层不再对采场围岩稳定性产生影响。 展开更多
关键词 中深孔采场 断层倾角 断层厚度 断层位置 稳定性
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阶段采场“品”字形无井切槽爆破机理研究
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作者 安龙 韩琳 +1 位作者 王智 孙星 《东北大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1612-1620,1628,共10页
针对阶段采场切割立槽爆破施工难度大、成本高的问题,以山东某矿山为工程背景,开展阶段采场“品”字形无井切槽爆破机理研究.采用LS-DYNA数值模拟方法,分析“品”字形无井切槽爆破与垂直深孔落矿阶段矿房法无井切槽爆破的差异性,揭示了... 针对阶段采场切割立槽爆破施工难度大、成本高的问题,以山东某矿山为工程背景,开展阶段采场“品”字形无井切槽爆破机理研究.采用LS-DYNA数值模拟方法,分析“品”字形无井切槽爆破与垂直深孔落矿阶段矿房法无井切槽爆破的差异性,揭示了“品”字形无井切槽爆破的多自由面效应.数值计算结果表明,“品”字形无井切槽爆破方法,在侧向自由面与底部自由面组合作用下,柱状炮孔在长度方向上爆破应力分布更加均匀,增加了爆破在自由面处的破岩能力,降低了爆破对未爆区的损伤,提高了爆破能量的利用率.综合比较,“品”字形无井切槽爆破方法超挖率降低了23.2%,有效破岩应力增加12 MPa,未爆区围岩振动值降低了16.7%,大幅改善了阶段采场的切槽爆破效果. 展开更多
关键词 阶段采场 切槽爆破 自由面 等效应力 爆破振动
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全尺寸锚杆剪切试验装置研究现状及发展趋势 被引量:1
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作者 张豪 徐帅 +3 位作者 纪旭波 杨正明 郭玟志 孙星 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第10期1-9,共9页
锚杆支护技术对深部资源开采及岩石工程稳定性控制具有重要意义。随着对岩体工程灾害认识的加深和锚杆研究的深入,锚杆径向抗剪性能及剪切荷载下的锚杆破坏逐渐得到学者们重视。首先阐述锚杆剪切的工程背景、定义、原理及研究目的,讨论... 锚杆支护技术对深部资源开采及岩石工程稳定性控制具有重要意义。随着对岩体工程灾害认识的加深和锚杆研究的深入,锚杆径向抗剪性能及剪切荷载下的锚杆破坏逐渐得到学者们重视。首先阐述锚杆剪切的工程背景、定义、原理及研究目的,讨论了现场全尺寸、室内缩尺、室内全尺寸锚杆剪切试验的优缺点,并按照装置剪切面数量将室内全尺寸锚杆剪切装置分为锚杆单面剪切装置和双面剪切装置。其次,介绍每类剪切装置的结构组成、工作原理和典型实例及应用,并分析其优缺点。最后,基于现状分析与总结,提出全尺寸锚杆剪切装置应模拟真实工况,同时具备静力学单双剪切以及可以开展复杂条件下锚杆剪切研究的发展方向。本研究可对锚杆抗剪性能研究及全尺寸锚杆剪切装置研发提供参考。 展开更多
关键词 岩体剪切 锚杆支护 锚杆剪切 装置研发 发展趋势
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掘进巷道节理组分析及爆破参数优化分析 被引量:13
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作者 郭学庭 李腾 +2 位作者 王乃伟 唐文平 张超 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期24-28,共5页
对山东某金矿掘进巷道进行优势节理组分析及光面爆破方案优化设计,利用ShapeMetrix 3D进行围岩节理扫描分析并结合分形理论对围岩稳定性进行分级,采用螺旋掏槽和10段起爆网络进行爆破作业,并通过现场试验验证方案优化设计效果,遵循体积... 对山东某金矿掘进巷道进行优势节理组分析及光面爆破方案优化设计,利用ShapeMetrix 3D进行围岩节理扫描分析并结合分形理论对围岩稳定性进行分级,采用螺旋掏槽和10段起爆网络进行爆破作业,并通过现场试验验证方案优化设计效果,遵循体积法则对优化参数进行分析,并借助萨道夫斯基公式估算爆破振动对地表建筑物的影响。结果表明,优化方案的炮孔利用率从85%提高到90%以上,单次循环进尺提高0.1 m,炸药实际单耗从2.69 kg/m3减至2.39 kg/m3,巷道成形良好,基本无超欠挖现象,爆破振动速度1.90 cm/s,符合安全规程和现场施工情况。该设计可为类似矿山巷道爆破设计提供参考依据。 展开更多
关键词 光面爆破 优势节理组分析 巷道掘进 参数优化 炮孔布置
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