摘要：选取金川二矿区全尾砂和棒磨砂为实验材料,采用全面实验设计法,探究聚丙烯纤维对粗骨料膏体剪切应力及流变特性的影响;并根据实验数据建立关于纤维体积率(纤维掺量与密度之比)和长径比(纤维长度与直径之比)的流变特性计算模型,以期为掺纤维粗骨料膏体流变性能预测提供方法。研究结果表明:掺入聚丙烯纤维会弱化膏体的剪切稀化和剪切增稠现象,且随着聚丙烯纤维掺量不断增加,聚丙烯纤维粗骨料膏体越来越接近宾汉体;膏体的屈服应力和塑性黏度随掺入聚丙烯纤维体积率及长径比增大而增大,纤维体积率对屈服应力及塑性黏度的影响大于纤维长径比对屈服应力及塑性黏度的影响;与未掺聚丙烯纤维相比,掺入纤维的屈服应力增加率为2.28%~19.59%,塑性黏度增加率为5.66%~87.15%。计算模型表明屈服应力及塑性黏度与纤维体积率近似呈指数关系,与纤维长径比近似呈线性关系;最后,采用凡口铅锌矿全尾砂对计算模型进行验证,拟合方程复相关系数(R2)均大于0.95。

摘要：为了准确预测深井巷道在不同阶段的挤压大变形程度,以金川二矿区深部巷道为研究对象开展研究,将大变形划分为4个等级。根据挤压大变形的S型变形规律,利用Logistic模型对监测数据进行回归预测,获得大变形的总体发展趋势及最终变形量,为巷道生产维护阶段的等级预测提供参考;综合考虑应力状态、地质环境、施工条件及围岩性质等因素,利用层次分析法赋权,建立AHP-集对分析的大变形预测模型;基于最大隶属度原则和置信度准则进行等级辨识,对巷道勘察设计阶段潜在大变形等级进行超前预测。结果表明:针对不同阶段的预测模型预测等级与实际情况相吻合,可为深部矿山巷道支护设计及维护提供依据。

摘要：为了提升充填料浆性价比,针对多种骨料混合充填类矿山开展料浆优化配比研究。首先,根据骨料物化性质,采用Talbol理论分析碎石-棒磨砂的最大堆积密实度并确定碎石与棒磨砂这2种材料的最优配比范围;然后,根据响应面法(RSM)提供的中心复合试验方案进行17组配比试验,构建强度为响应值的回归模型,揭示料浆质量分数、碎棒比(碎石与棒磨砂的质量比)和胶砂比(水泥和骨料的质量比)单一或交互作用对充填体强度的影响机制。最后,采用目标规划法对充填料浆配合比寻优。研究结果表明:强度对单一因素的响应极敏感,对因素交互的响应具有显著性;在因素交互下,早期强度对料浆质量分数和胶砂比交互作用敏感,中期强度受碎棒比和胶砂比的交互作用影响大,料浆质量分数和碎棒比的交互作用对后期强度影响显著;考虑性价比的料浆最优配合比是料浆质量分数为77%,碎棒比为2.33,胶砂比为1:5,该配合比满足金川二矿区输送与充填强度设计标准。

摘要：甘肃金川铜镍矿似膏体充填料浆水化凝结时间迟缓、粗骨料离析程度大,严重影响充填浆体的质量.本文以金川二矿区全尾砂、废石和棒磨砂为实验材料,采用全面实验设计法,研究不同质量分数、粗骨料及尾骨比(全尾砂与粗骨料质量比)对膏体充填凝结性能、抗压强度和流变特性的影响规律.实验结果表明:全尾砂–粗骨料膏体中,粗骨料的比表面积和化学成分(活性MgO和CaO)是影响凝结时间的主要因素;凝结时间随尾骨比增加而缩短,屈服应力随尾骨比增加而增加,塑性黏度(全尾砂–废石、全尾砂–棒磨砂膏体)随尾骨比增加而增加;全尾砂–废石膏体抗压强度优于全尾砂–废石–棒磨砂膏体抗压强度;最短凝结时间及最佳抗压强度(全尾砂–废石膏体、尾骨比5∶5)比矿用凝结时间和抗压强度分别缩短2.1 h和增加33%以上.最后对凝结性能进行单目标及多目标回归优化,多目标回归优化表明:全尾砂–废石–棒磨砂膏体最佳凝结时间为270~300 min、尾骨比10∶6∶6~10∶7∶7、屈服应力为167.0~169.0 Pa;全尾砂–棒磨砂膏体最佳凝结时间为300~330 min、尾骨比10∶14~10∶16、屈服应力为164.0~167.0 Pa,满足矿山生产要求.

摘要：以某矿尾砂、废石、棒磨砂为实验材料,采用正交设计实验方法,研究膏体质量分数、水泥掺量、尾骨比(全尾砂、废石和棒磨砂质量比)、泵送剂掺量对充填体早期抗压强度的影响规律。对实验数据进行三维曲面可视化分析和多元非线性回归分析,最后根据实验结果对膏体固结性能的机理进行分析。研究结果表明:水泥掺量和质量分数是早期抗压强度的主要影响因素,m(全尾砂)꞉m(废石)꞉m(棒磨砂)以及泵送剂掺量存在最优值,最优值范围分别为5.0꞉2.5꞉2.5~4꞉3꞉3和1.5%~2.0%。多元非线性二次多项式回归拟合效果最佳,根据所选模型和主观权重T可知,所得目标函数f存在最大值和最小值,最大值为8.97 MPa,最小值为2.87 MPa,均满足7 d强度要求(R7≥2.5 MPa);粗骨料的掺入不仅能进一步提高早期抗压强度,而且粗骨料中的活性物质能与Ca(OH)2发生反应,起到部分胶凝效果。

摘要：针对质量浓度、水泥掺量、粗骨料含量及减水剂掺量4种因素对废石与尾砂混合骨料胶结充填体力学性能的影响,进行正交试验设计。通过对充填体抗压强度、坍落度进行极差分析和方差分析,得到了4种因素的影响程度和显著性影响因素。研究结果表明:质量浓度、粗骨料含量及减水剂掺量为充填料浆坍落度的显著性影响因素,而水泥掺量对充填料浆坍落度无显著影响;粗骨料含量及质量浓度为充填体早期强度的显著性影响因素,而质量浓度及水泥掺量为充填体中后期强度的显著性影响因素;充填体后期抗压强度随粗骨料含量的增加呈先增加后减小的趋势,最佳粗骨料含量为60%;最后就4种因素对混合骨料胶结充填体力学性能的影响进行了机理分析,建立了混合骨料充填体坍落度及抗压强度的回归模型,该模型能够准确预测混合骨料充填体的坍落度和抗压强度的变化规律。由试验结果得出该金属矿山充填料浆配比参数的最佳组合。

摘要：针对金川二矿区大体积充填体下玻璃钢锚杆合理支护参数问题,基于正交试验设计方法,选取锚杆的长度、锚杆直径、锚杆间距、锚杆排距和喷射混凝土厚度5个主要参数,对不同参数组合方案下的支护效果进行数值计算,以巷道变形、塑性区体积和经济成本作为评价指标,采用极差分析法和矩阵分析法分析了各参数对支护效果的影响。结果表明:锚杆长度为2.2 m,锚杆直径为20 mm,锚杆间距为1.2 m,锚杆排距为0.8 m,喷射混凝土厚度为100 mm时,支护效果最好;各参数对支护效果影响的主次顺序为喷射混凝土厚度、锚杆排距、锚杆间距、锚杆直径、锚杆长度。研究结论为金川二矿区大体积充填体下玻璃钢锚杆支护参数的合理选取提供理论依据。

摘要：针对矿山进入深部开采后易发生的地压灾害问题,在浏览器/服务器(B/S)分层架构设计理念的基础上,结合连接池、多线程、前后端分离等技术,开发了声发射、应力、位移、微震物联网多源信息的地压灾害综合监测预警系统。利用累计差量指标和模糊综合评价算法对声发射参数进行分析,建立了声发射多指标预警模型,并将其嵌入Quartz定时任务框架中,实现了声发射监测数据实时化与风险预警智能化的融合。通过在金川二矿区1 018 m水平Ⅴ盘区2分层采场内充填体顶板进行灾害实时监测预警试验,结果表明:声发射累计差量多指标综合预警模型的预警结果与现场实际一致,克服了单一指标预警片面的缺陷,提高了预警的可靠性;该系统实现了不同类型设备的远程配置以及监测数据的自动采集、分析、预警、可视化等功能,对深部破碎巷道地压灾害监测与预警有重要的指导意义。

摘要：采用合理的采场结构参数是控制地压危害实现矿体安全高效开采的重要措施。针对吴庄铁矿岩体条件,采用FLAC3D三维有限差分分析软件对24种不同方案的采场围岩应力、位移变化规律及塑性区分布情况进行了计算分析,得出顶板拉应力是影响该矿采场稳定性的重要因素。将顶板岩层所受的最大拉应力作为衡量采场稳定性的指标,绘出了采场跨度与顶板拉应力、采场长度与顶板拉应力关系曲线以及两者对顶板拉应力的联合影响曲面。在顶板厚度一定的情况下,采场顶板拉应力随着采场跨度的增大而增大,且增加幅度越来越大;随着采场长度增加顶板拉应力增加的幅度趋缓,特别是当采场长度增加到一定长度时,顶板拉应力趋于稳定。得到结论:采场稳定性不仅与顶板暴露面大小有关,暴露面形状对其影响也是至关重要的。优化采场顶板暴露面积形状是控制地压的重要手段之一,采用长条形顶板暴露面,能提高采场生产能力和保证回采的安全性。因此,对于该矿提出了"大盘区、小跨度"的设计理念。

摘要：为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。