空区顶板安全厚度和临界跨度确定的数值模拟 被引量：54

1

作者 张敏思 朱万成 +1 位作者 侯召松 郭孝庆 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2012年第4期543-548,共6页

为了确定空区上方顶板厚度和临界跨度之间的关系,本文以某露天铁矿采空区群为工程实例,通过现场取样测定的岩石力学参数为基础获得顶板岩体力学参数,采用K.B.鲁别涅依他公式法、厚跨比法、结构力学梁理论、平板梁理论法对其进行计算。同... 为了确定空区上方顶板厚度和临界跨度之间的关系,本文以某露天铁矿采空区群为工程实例,通过现场取样测定的岩石力学参数为基础获得顶板岩体力学参数,采用K.B.鲁别涅依他公式法、厚跨比法、结构力学梁理论、平板梁理论法对其进行计算。同时,作者利用RFPA数值模拟方法对空区顶板的损伤及垮塌过程进行数值模拟,计算空区顶板发生初始损伤和失稳垮塌时顶板安全厚度与临界跨度之间的关系。K.B.鲁别涅依他公式法所得结果与RFPA计算的顶板发生初始损伤时的数值结果最为接近,两者的比值可认为是从数值模拟获得的安全系数。由此可见,由K.B.鲁别涅依他公式法计算的顶板临界厚度保留了很大的安全系数,基于RFPA的数值模拟可以计算该安全系数,具有更为广泛的适用性。 展开更多

关键词 采空区 顶板 安全厚度 临界跨度 RFPA数值模拟

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采空区顶板破坏机理研究及安全厚度确定 被引量：23

2

作者 柳小波 彭建宇 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第11期5-8,13,共5页

采空区是造成我国矿山灾害事故的重要原因,其顶板安全厚度的确定是一直未能得到很好解决的难题。首先基于薄板理论提出采空区顶板厚度计算新方法,揭示空区顶板安全厚度与顶板几何尺寸及矿石力学特性指标的关系。在得到理论解的基础上,... 采空区是造成我国矿山灾害事故的重要原因,其顶板安全厚度的确定是一直未能得到很好解决的难题。首先基于薄板理论提出采空区顶板厚度计算新方法,揭示空区顶板安全厚度与顶板几何尺寸及矿石力学特性指标的关系。在得到理论解的基础上,从力学角度分析顶板破坏原因和过程,采用ABAQUS有限元分析软件建立采空区顶板的数值力学分析模型并进行模拟,分析采空区顶板破坏过程和各因素的影响规律。通过数值模拟对采空区顶板进行应力、应变及顶板位移的塑性分析,得到不同顶板厚度、不同采空区跨度等对应力场、位移场的影响规律和采空区顶板安全厚度与采空区跨度的回归曲线及方程。最后通过理论解与数值模拟的比较确定齐大山某空区的顶板安全厚度。 展开更多

关键词 安全顶板厚度 临界跨度 薄板理论 ABAQUS 数值模拟

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大跨度拱桥地震动输入模式研究 被引量：9

3

作者 陈兴冲 夏修身 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期26-32,共7页

地震动输入是大跨度桥梁地震反应分析的重要一环。从明确大跨度拱桥的临界跨度入手,探讨了大跨度拱桥地震动输入模式中的行波效应、三向输入及其地震动选取问题。基于某大跨度钢管混凝土拱桥,建立了有限元分析模型,考查了行波效应及三... 地震动输入是大跨度桥梁地震反应分析的重要一环。从明确大跨度拱桥的临界跨度入手,探讨了大跨度拱桥地震动输入模式中的行波效应、三向输入及其地震动选取问题。基于某大跨度钢管混凝土拱桥,建立了有限元分析模型,考查了行波效应及三向地震动输入对拱关键截面内力、减隔震支座位移及粘滞阻尼器冲程的影响。结果表明:给出的大跨度拱桥临界跨度确定方法合理,行波效应对拱顶轴力有重要影响,不考虑三向地震动同时作用会明显低估大跨度拱桥的地震反应。确定大跨度拱桥地震动输入模式时需考虑行波效应与三向地震动同时输入。 展开更多

关键词 大跨度拱桥 临界跨度 地震动 三向输入

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倾斜空区顶板三铰拱轴曲线结构自稳分析 被引量：6

4

作者 翟会超 任凤玉 南世卿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1629-1632,1642,共5页

研究发现动采应力再分布使空区顶板在失稳前两拐角处形成塑性铰区,承载机构转为充分自稳的三铰拱形.针对这一特点,提出将空区顶板近似为半跨的三铰拱轴曲线结构,并建立以空区跨度L、拱失f、顶板岩层载荷q(x)为变量的力学模型,推导冒落... 研究发现动采应力再分布使空区顶板在失稳前两拐角处形成塑性铰区,承载机构转为充分自稳的三铰拱形.针对这一特点,提出将空区顶板近似为半跨的三铰拱轴曲线结构,并建立以空区跨度L、拱失f、顶板岩层载荷q(x)为变量的力学模型,推导冒落线方程y(x)和拱轴压力N(x)方程,分析空区顶板的稳定性和冒落线形式,并计算空区的临界跨度和临界暴露面积.以排山楼金矿空区为例,利用模型得出活动延深方向临界跨度70 m,走向140 m,临界暴露面积7 693 m2.提出禁止间柱回采,及时充填空区的治理方法,保障井下安全. 展开更多

关键词 倾斜空区顶板 三铰拱轴 稳定性分析 临界跨度 空区治理

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大北山铁矿分区开采方法研究 被引量：4

5

作者 任凤玉 刘洋 +3 位作者 曹建立 何荣兴 周颜军 刘欢 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第7期45-49,共5页

大北山铁矿现用浅孔留矿法采矿,存在着效率低、安全条件差、矿柱损失大等问题,不能满足安全高效开采要求。此外,部分工业设施与生活区、尾矿库、县级道路等,位于矿体水平投影范围之内。但浅孔留矿法不具备保护地表不被破坏的功能。根据... 大北山铁矿现用浅孔留矿法采矿,存在着效率低、安全条件差、矿柱损失大等问题,不能满足安全高效开采要求。此外,部分工业设施与生活区、尾矿库、县级道路等,位于矿体水平投影范围之内。但浅孔留矿法不具备保护地表不被破坏的功能。根据临界散体柱理论和现场调查结果,确定出保护区间,并将矿体分为东南区、中央区及西北区协同开采。中央区采用分段诱导冒落法,最大化提升采矿效率,减小矿石积压。东南区和西北区采用上向分层干式充填法,保障了地表建筑物安全并限制了地表移动范围的增大。根据现场调查和平衡拱应力分析得出中央区采场的上盘诱导冒落工程长度,为类似矿山开采方案提供了参考依据。 展开更多

关键词 分区开采 临界散体柱理论 分段诱导冒落法 上向分层干式充填法 临界跨度

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强风化带回采巷道临界跨度与覆岩厚度的关系 被引量：3

6

作者 刘长武 杨旭 沈荣喜 《金属矿山》 CAS 北大核心 2007年第2期15-18,共4页

巷道上方岩体能否形成某种形式的稳定承载结构,是决定巷道稳定状况及其合理支护形式与参数的主要因素之一。强风化带中的回采巷道,围岩裂隙增多、强度降低,巷道的最大尺寸将受到限制。在保证覆岩成拱的条件下,龙东矿风化带内回采巷道的... 巷道上方岩体能否形成某种形式的稳定承载结构,是决定巷道稳定状况及其合理支护形式与参数的主要因素之一。强风化带中的回采巷道,围岩裂隙增多、强度降低,巷道的最大尺寸将受到限制。在保证覆岩成拱的条件下,龙东矿风化带内回采巷道的临界跨度同上覆破碎岩层的厚度成正比,而与巷道的高度成反比,巷道设计、施工过程中必须综合考虑三者之间的合理匹配关系。 展开更多

关键词 关键词 强风化带 回采巷道矿山压力 临界跨度 覆岩厚度

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洞跨对下伏空洞岩石地基极限承载力影响研究 被引量：1

7

作者 雷勇 刘泽宇 邓加政 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1792-1800,共9页

针对洞跨对下伏空洞岩石地基极限承载力影响问题,对含空洞岩石地基极限承载力计算方法进行了推导和试验验证。首先采用极限分析上限法构建了一种空洞岩石地基破坏时的机动许可速度场,通过求解功能方程得到了地基极限承载力随空洞跨度变... 针对洞跨对下伏空洞岩石地基极限承载力影响问题,对含空洞岩石地基极限承载力计算方法进行了推导和试验验证。首先采用极限分析上限法构建了一种空洞岩石地基破坏时的机动许可速度场,通过求解功能方程得到了地基极限承载力随空洞跨度变化的一般计算方法。通过参数分析研究了不同空洞跨度、顶板厚度对空洞岩石地基极限承载力的影响,并导得了空洞临界跨度与顶板厚度的关系表达式。最后进行了不同空洞跨度和厚度下的空洞地基极限承载力模型试验研究,并与理论进行了对比验证分析。结果表明:当厚径比h/d一定时,空洞岩石地基极限承载力随空洞跨度l的增加逐渐减小;存在一个临界跨度l_(cr),当超过临界跨度l_(cr)时空洞跨度的增加对空洞岩石地基极限承载力系数Nσ的影响较小且N_(σ) 趋于稳定;当空洞跨度l为0.5d且厚径比h/d为1.0~2.5时,尚需考虑洞体对地基极限承载力的影响;同一空洞跨度l下,初始冲切角随着厚径比h/d的增加而减小。其他参数相同时,空洞地基极限承载力系数N_(σ) 随GSI的增大而提高。 展开更多

关键词 空洞岩石地基 极限分析上限法 极限承载力 临界跨度

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销接简支钢梁的侧向稳定 被引量：1

8

作者 贾红梅 闫贵平 段树金 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2004年第3期88-91,共4页

销接钢结构广泛应用于结构工程中。销孔间隙会使体系产生初始几何位移 ,并对结构的承载力产生不容忽视的影响。笔者提出折减刚度的概念 ,对销结钢结构体系的稳定承载力进行了一次逼近 ,这提供了一种新方法和新思路。在算例中对六四式铁... 销接钢结构广泛应用于结构工程中。销孔间隙会使体系产生初始几何位移 ,并对结构的承载力产生不容忽视的影响。笔者提出折减刚度的概念 ,对销结钢结构体系的稳定承载力进行了一次逼近 ,这提供了一种新方法和新思路。在算例中对六四式铁路军用梁标准三角拼组简支梁考虑初始几何位移对梁的稳定承载力进行了分析 。 展开更多

关键词 销接钢结构 侧向稳定 承载力 折减刚度 临界跨度 梁

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销接简支钢梁的侧向稳定

9

作者 贾红梅 段树金 《国防交通工程与技术》 2003年第1期52-55,共4页

销接钢结构广泛应用于结构工程中。销孔间隙会使体系产生初始几何位移,并对结构的承载力产生 不容忽视的影响。本文提出折减刚度的概念,对六四式铁路军用梁标准三角拼组简支梁考虑初始几何位移的 稳定进行了分析,给出了该结构考虑稳定... 销接钢结构广泛应用于结构工程中。销孔间隙会使体系产生初始几何位移,并对结构的承载力产生 不容忽视的影响。本文提出折减刚度的概念,对六四式铁路军用梁标准三角拼组简支梁考虑初始几何位移的 稳定进行了分析,给出了该结构考虑稳定时的临界跨度。 展开更多

关键词 销接钢结构 简支梁 承载力 折减刚度 临界跨度 几何位移 侧向稳定 施工机械 销孔间隙

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地下采场破碎岩体稳定性评价与参数优化 被引量：42

10

作者 董金奎 冯夏庭 +1 位作者 张希巍 张忠辉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1322-1326,共5页

以焦家金矿试验采场为工程依托,开展缓倾斜中厚破碎矿体采场稳定性分析.通过对焦家金矿-390 m中段试验采场的工程地质调查、矿岩力学性质试验,获得了表征矿山岩体工程质量的多种指标;应用岩石质量Q分级和RMR分级系统,对试验采场岩体稳... 以焦家金矿试验采场为工程依托,开展缓倾斜中厚破碎矿体采场稳定性分析.通过对焦家金矿-390 m中段试验采场的工程地质调查、矿岩力学性质试验,获得了表征矿山岩体工程质量的多种指标;应用岩石质量Q分级和RMR分级系统,对试验采场岩体稳定性进行评价分析;基于修正的Mathews稳定图法和临界跨度设计法,对采场暴露面尺寸和最大跨度进行优化.分析认为,当回采进路跨度小于8 m时即可保证采场的稳定性.将所得到的结果应用于现场工业试验,现场采用暴露面尺寸为7.5 m×15 m的进路进行回采,采用现场观测的手段进行回采过程的监测.结果表明,在回采过程中进路的顶板及围岩并未发生垮落及剥落现象,采场围岩稳定性良好. 展开更多

关键词 Mathews稳定图 采场稳定性 岩体分级 采场跨度 临界跨度法

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采场稳定性分析与参数优化的图表法 被引量：12

11

作者 王金波 周靖人 +2 位作者 赵永 杨天鸿 何少博 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第5期187-191,共5页

为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对夏甸金矿试验采场进行了的工程地质调查、矿岩力学试验、数字测试等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标。对试验采场岩体质量进行了简要评价,54903采场岩体质量好,55002采场岩体质量一... 为了研究采场稳定性分析方法与参数优化方法,对夏甸金矿试验采场进行了的工程地质调查、矿岩力学试验、数字测试等工作,获取了表征矿山岩体质量的多种指标。对试验采场岩体质量进行了简要评价,54903采场岩体质量好,55002采场岩体质量一般。根据获取的指标,利用Mathews图表法对试验采场在当前跨度下的稳定性进行了分析,在当前6m进路采场跨度下,采场稳定性程度高,可合理地增大跨度。并根据拟合的稳定-破坏曲线公式求出采场临界跨度,继而综合多因素给出了7m最初跨度设计。利用软岩极限跨度图表法评价出7m设计跨度是经济、安全的。结合FLAC3D数值模拟对图表法应用的准确性进行了对比分析,并最终确定出采场跨度值。 展开更多

关键词 Mathews稳定图 采场稳定性 参数优化 临界跨度图 数值模拟

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某金矿深部采场稳定性分析与参数优化 被引量：2

12

作者 夏自锋 温宾玲 +2 位作者 王炳炜 刘玉桥 秦秀合 《采矿技术》 2022年第5期33-36,共4页

以某金矿-860 m中段为工程依托,对其进行工程地质调查、矿岩力学性质试验,并应用岩石质量Q和RMR分级系统进行岩体质量评价,以及结合Mathews稳定图法、临界跨度设计法和数值模拟,分析了不同结构参数以及不同暴露面积条件下采场的稳定性,... 以某金矿-860 m中段为工程依托,对其进行工程地质调查、矿岩力学性质试验,并应用岩石质量Q和RMR分级系统进行岩体质量评价,以及结合Mathews稳定图法、临界跨度设计法和数值模拟,分析了不同结构参数以及不同暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数为8 m×25 m×3.6 m(跨度×长度×高度),并将其结果应用于现场。应用结果表明,采场围岩及顶板并未发生剥落及垮落现象,采场稳定性良好。 展开更多

关键词 采场稳定性 Mathews稳定图 临界跨度法 数值模拟 采场跨度

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江西金山金矿矿块结构参数优化数值模拟研究 被引量：1

13

作者 黄志国 郭树林 +2 位作者 严鹏 任玉兵 冯福康 《黄金》 CAS 2012年第10期26-29,共4页

确定矿块结构参数是采矿设计的关键问题之一。以江西金山金矿试验采场为研究对象,运用FLAC3D有限差分数值模拟软件,对试验采场采用的中深孔空场嗣后充填采矿法的结构参数进行了优化。通过对不同方案下的应力场、位移场和塑性区分布进行... 确定矿块结构参数是采矿设计的关键问题之一。以江西金山金矿试验采场为研究对象,运用FLAC3D有限差分数值模拟软件,对试验采场采用的中深孔空场嗣后充填采矿法的结构参数进行了优化。通过对不同方案下的应力场、位移场和塑性区分布进行分析,确定了矿房的临界跨度和矿柱的最小安全厚度。应用实践表明,在保证生产安全的前提下,优化得到的结构参数能够最大限度地减少采掘成本,增加矿山产量和经济效益。 展开更多

关键词 结构参数 数值模拟 矿房临界跨度 矿柱最小安全厚度

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基于临界冒落跨度理论的残矿协同开采技术研究 被引量：5

14

作者 刘洋 李旭东 +3 位作者 陈世江 李海军 蒲章鹏 卢悦 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第10期13-18,共6页

采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约铁矿残矿资源回收的关键性技术难题。为了解决某铁矿残矿回采和空区治理的难题,基于临界冒落跨度理论,兼顾资源开采与隐患处理,提出了某铁矿残矿回采和空区治理的协同技术方案,并开展工程案例分... 采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约铁矿残矿资源回收的关键性技术难题。为了解决某铁矿残矿回采和空区治理的难题,基于临界冒落跨度理论,兼顾资源开采与隐患处理,提出了某铁矿残矿回采和空区治理的协同技术方案,并开展工程案例分析。研究表明:针对残矿复杂的时空分布特征,将空区及残矿为A、B、C三个区,对A区进行封堵处理,爆破崩落B区内的矿柱及夹石,使岩体自然冒落;采用无底柱分段崩落法开采C区内的残矿,估算出残矿回采率约为78%,贫化率约为25%,实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一。同时,应用数值模拟软件验证了残矿回采及空区治理协同技术方案的可行性。研究结果可为空区隐患影响下的残矿回采提供了技术参考。 展开更多

关键词 采空区 协同开采 残矿 数值模拟 临界冒落跨度

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联合采矿法回采挂帮矿时采空区的临界冒落跨度研究 被引量：3

15

作者 张坤 柳小波 +2 位作者 刘凯 李家明 张兆仁 《中国矿业》 北大核心 2015年第3期97-101,共5页

露天转地下过渡期挂帮矿开采方法有多种,其中联合开采是解决过渡期产量平衡的有效方法。使用联合采矿法会形成非连续的采空区,这些采空区将影响矿山的安全生产,因此,需要研究安全合理的空区处理方法,诱导冒落法是近几年兴起的一种新型... 露天转地下过渡期挂帮矿开采方法有多种,其中联合开采是解决过渡期产量平衡的有效方法。使用联合采矿法会形成非连续的采空区,这些采空区将影响矿山的安全生产,因此,需要研究安全合理的空区处理方法,诱导冒落法是近几年兴起的一种新型空区处理方法,采用诱导冒落法时需要提前确定采空区的临界冒落跨度和散体垫层的安全厚度,文章结合某铁矿挂帮矿体的实际情况,首先利用解析法计算出空区的临界冒落跨度和散体垫层安全厚度,然后通过数值模拟对矿柱回采过程中空区顶板围岩的位移、应力进行分析,补充验证了采空区的临界冒落跨度,并证明了采用此方案处理采空区的可行性,对矿山的生产施工具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 诱导冒落 临界冒落跨度 数值模拟 采空区处理

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某矿山深部破碎富矿回采方案研究

16

作者 高常胜 付煜 +2 位作者 宫国慧 郭海涛 马东 《化工矿物与加工》 北大核心 2017年第5期44-47,共4页

弓长岭铁矿深部富矿较为破碎,回采巷道采用高强度钢筋混凝土支护后塌冒严重,大量富矿石无法采出。针对富矿破碎、节理裂隙发育的特点,提出了分段诱导冒落回采方案,中段高度60m,首采分段为-310m水平。基于试验得出的矿岩力学参数,对-310... 弓长岭铁矿深部富矿较为破碎,回采巷道采用高强度钢筋混凝土支护后塌冒严重,大量富矿石无法采出。针对富矿破碎、节理裂隙发育的特点,提出了分段诱导冒落回采方案,中段高度60m,首采分段为-310m水平。基于试验得出的矿岩力学参数,对-310m水平富矿的可冒性进行了计算分析,设计的试验采场回采方案能较好地解决深部富矿的回采问题。 展开更多

关键词 富矿体 巷道塌冒 诱导冒落 可冒性 临界冒落跨度

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