摘要：滨海地区地下水封石油洞库工程中,需要增设竖直水幕系统,以满足其水封性和控制海水入侵。为研究竖直水幕系统的设计方法与参数,以滨海地区某地下水封石油洞库为例,通过有限元数值模拟方法获得了竖直水幕孔距主洞室距离d、竖直水幕孔间距b、竖直水幕孔长度l和竖直水幕孔注水压力p_(i)4个参数对洞库周围地下水渗流场、水封性、涌水量以及海水分布范围的影响规律,并与现有结果进行了对比验证。研究表明:竖直水幕孔距主洞室距离主要影响竖直水幕孔的埋深范围,长度的影响范围取决于超出主洞室的变化位置,间距和注水压力影响整个深度范围;4个参数对水封性和抑制海水入侵的影响程度顺序分别为:b<l<d<p_(i),d<b<l<p_(i);研究中共7个工况存在海水入侵洞室的风险,需进一步增强淡水补给。研究结论可为滨海地区地下水封石油洞库的竖直水幕设计参数提供一定理论依据。

摘要：为研究抵抗线对柱状药包侧向爆破下岩石破碎特性的影响,采用波动理论,分析了自由面处的应力状态;采用直铜丝电爆炸模拟柱状药包爆破,开展了侧向爆破破岩的物理模型试验;再借助超高速摄像技术,观测了试件表面裂纹网的演化过程;结合爆破漏斗区形态、尺寸和碎块分布特征,研究了不同抵抗线下柱状药包爆破破岩特性。结果表明,抵抗线是控制岩石爆破破裂模式、破坏区形态和碎块块度大小的重要因素。随抵抗线增加,裂纹发育速度与密度减小,裂纹网覆盖范围增加,优先贯穿裂纹由横向转变为环向裂纹。此外,模型试验结果表明,破裂区短轴随抵抗线增加而增加。结合自由面处应力状态,利用最大拉应变准则对此进行了解释。建立了碎块块度与能量单耗之间的关系,研究成果为岩石工程爆破设计优化提供参考。

摘要：某深埋TBM隧洞地质变化区开挖过程中岩爆和塌方交替发生,导致工期严重延误,严重威胁现场人员及施工安全。通过现场地质踏勘、微震监测和结构面统计,研究现场工程地质灾害与围岩岩性、地质条件的关系,建立基于岩性、地质及微震活动特征的地质灾害类型判别方法。结果表明,该隧洞破坏类型与围岩岩性有显著相关性,黑云母花岗岩洞段岩爆风险最高,混合花岗岩洞段次之,钾长石花岗岩与黑云母花岗岩围岩蚀变的洞段易发生塌方;岩性变化的交界面位置,破坏规模明显增大;破坏类型还与结构面密度相关,随着结构面密度减小,破坏类型由塌方转变为中等岩爆,进一步等级降低为轻微岩爆;微震特征分析表明,岩爆区域微震活动远大于塌方区域微震活动。当微震活动较低时,围岩破坏以塌方为主;当微震事件数>15,微震释放能>1000 J,围岩破坏以岩爆为主;当微震事件数>20,微震释放能>20000 J时,围岩可能发生中等岩爆。现场应用表明,该方法可准确预测掌子面前方潜在破坏类型,为类似工程灾害交替发生洞段的安全、高效施工提供参考。

摘要：无底柱分段崩落法因其回采效率高、结构简单、安全性高等优势被广泛应用于地下金属矿开采,其落矿方式常采用中深孔爆破。针对传统无底柱分段崩落法中深孔爆破设计过程繁琐、模拟效果不够直观等问题,开展了基于爆破设计与分析软件Aegis的中深孔爆破过程模拟与应用研究。首先介绍了该软件的模块构成和功能,并梳理和总结了模拟分析流程;其次研究了利用模型边界限制爆破空间以及利用爆炸能量的交错状态校验孔网参数的两项关键技术;最后基于该软件对某地下矿山无底柱分段崩落法中深孔爆破进行了数值模拟。研究结果表明:单排炮孔内爆炸能量集中且充盈了整个爆腔,连续耦合的装药结构以及0.3 kg/t的炸药单耗设计较为合理;临排炮孔间爆腔壁呈相切的状态,可能存在排间能量不足以完全破碎岩体的情况,2.2 m的炮孔排距稍大;预测的多条进路爆破块度质量分布结果均出现大块占比偏高的情况,与现场的工程实践结果一致,并以其中一次爆破后的爆堆照片为例进行说明,其大块率达到了18.03%。结合Aegis软件的模拟结果,分析炮孔排距偏大可能是导致大块率偏高的主要原因。此外还对实验分段的6个开采进路进行了12次爆破试验并加以模拟验证,得到了基本一致的爆破块度质量占比结果,有效佐证了该软件的现场应用效能。

摘要：目的:岩体结构面决定着岩体强度和承载能力,直接影响着地下工程允许暴露面积和暴露时间。钻孔摄像是获取岩体深部结构面的重要方法。论文针对当前钻孔摄像获得岩体结构面参数自动提取难、精度差等问题开展研究。方法:分析了钻孔摄像中结构面的特征,研究了三维钻孔模型到二维平面展开过程中,钻孔图像中结构面与平面展开图上的节理轨迹的对应关系,提出了基于钻孔摄像图像信息反向重构三维空间钻孔和结构面的流程和参数提取方法。重点突破了基于钻孔图像信息的节理信息提取的坐标转换、结构面拟合和结构面倾向、倾角和迹宽等参数提取方法等三个关键技术(创新点),利用Python开发语言,基于PyCharm作为集成开发环境,使用PyQt5图形控件、Numpy数值计算库和SQLite数据库,开发了钻孔图像结构面参数自动提取软件,并成功应用于某矿山地下钻孔岩体结构面参数的提取。结果:应用结果表明本文设计的方法和开发的系统具有提取速度快、准确度高的特点。结论:本文研究为钻孔结构面参数快速提取提供了一套有益的方法。

摘要：矿震是深部高应力回采巷道失稳的重要原因,以余吾煤业N2106回风巷为例,开展了高应力软弱厚煤层沿空巷道矿震风险控制研究,研究结果表明:(1)巷道对回采扰动的敏感性极强,最大影响范围为397 m。(2)大能量微震事件密集分布于巷道煤柱帮侧围岩,巷道底煤和两帮是容易出现破坏的部位。(3)巷道失稳破坏的临界应力条件为18.41 MPa,单位长度巷道煤体释放能量为2.29×10^(6)J,顶板释放最大能量为8.6×10^(7)J。(4)提出采用应力和能量的协同控制策略对矿震进行防治设计。

摘要：爆破产生的爆堆大块率问题一直以来都影响着矿山的生产效益.利用机器学习机制中集成学习思想实现大块率预测.以满洲里乌山铜矿实际采集的36组实测数据为例,整理形成10种特征数据.通过给定参数循环训练调优,再用交叉验证网格搜索的方法进行模型二次调优,并对比调优实现后模型与随机森林法、XGBoost模型、LightGBM模型和CatBoost模型进行效果对比.结果表明,经过两轮调优后的CatBoost模型预测效果明显高于其他几种模型,R~2准确度可达98.83%,证明了两轮调优后CatBoost模型具有较高的预测水平,验证了该方法在大块率预测研究中的可行性,为爆破参数设计和大块率优化分析提供了可靠的参考.

摘要：准确测定高温高压下岩石热物性参数是一个困扰深部地热工程设计与采热潜力准确评估的难题。首先,测定康定花岗岩在不同高温及轴向应力加载下的导热系数和不同高温下岩石比热容与热膨胀系数演化特性。其次,基于测定的实验数据和离散裂缝网络方法,建立考虑热–水耦合的康定热储采热过程数值分析模型。最后,获得开采温度、压力和总发电量随康定热储开采时间的演化规律。研究表明,康定花岗岩的导热系数随温度升高而略微降低,而随应力升高而略升高;温度能提高岩石导热系数对应力的敏感性,且能提高热储岩石的储热能力和热变形行为。根据现有模型,康定深部热储的发电功率可达1.06 MW,总发电量可达3.11亿度。结果有助于康定深部地热工程的设计、建设与开发前景评估。

摘要：尾砂料浆的流变特性既是水砂充填管道输送设计的重要指标,也可为尾砂胶结料浆的流动特性评价提供参考。基于标准塌落筒试验和流变试验,获得了不同质量浓度下4种尾砂料浆的塌落度和剪切屈服应力。结果表明:在料浆塌落度变化较大的质量浓度区间内,粗、细粒径尾砂料浆的塌落度均随料浆质量浓度的增加而减小,但细粒径尾砂料浆塌落度减小速度更快;随着质量浓度的增加,细粒径尾砂料浆的剪切屈服应力呈指数形式增大,而粗粒径尾砂料浆的屈服应力的变化相对不显著。通过分析粗、细尾砂料浆的塌落度和流变试验结果,发现料浆塌落度与屈服应力之间呈指数关系。

摘要：针对当前冲击地压矿井缺少对防冲设计的可靠性和对自身防冲能力综合评判的环节,导致一些冲击地压矿井虽然采取了防冲措施,但依然发生冲击地压这一现状。参考了岩土工程中采用安全系数来评价安全程度这种办法,提出了冲击地压矿井安全性的基本理念。通过调研发现:冲击地压造成的破坏范围占所在工作面总的作业范围比例是有限的;矿井巷道围岩应力集中大小是有限的,应力集中系数基本介于1~6;冲击地压事故释放的能量都不大于109 J级,即冲击地压释放的能量是有限的;冲击地压矿井的安全性评价可以转化为巷道安全性评价,即保证了巷道安全就保证了整个矿井安全;冲击地压发生后控制巷道断面收缩率在20%以内基本可以避免人员伤亡。因此,指出冲击地压是可防可控的。进而提出冲击地压不发生的条件和发生不造成人员伤亡的条件,即分别为:巷道围岩变形系统的实际受载应力低于巷道失稳发生冲击地压的临界应力;围岩变形系统失稳释放能量低于围岩−支护系统可吸收能量。并提出矿井在进行冲击危险性评价、划分危险等级以及防冲设计后,还需要进行安全性评价,包括临界条件、安全系数的计算和划分安全等级。基于冲击地压扰动响应失稳理论,给出安全性评价需要考虑的2个方面:应力安全性和能量安全性。其中,应力安全性由围岩变形系统的实际受载应力与失稳临界应力的比值(即应力安全系数)来判断;能量安全性由围岩变形系统失稳释放能量与围岩−支护系统可吸收能量的比值(即能量安全系数)来判断。进而将矿井安全性划分为A、B、C三级,分别对应:安全、基本安全和不安全。其中,应力安全系数大于1.5且能量安全系数大于1.0,为A级安全矿井,矿井具备防冲能力,可以正常进行开采;应力安全系数大于1.0且能量安全系数大于1.5,为B级基本安全矿井,矿井具备防冲能力,可以正常进行开采;安全系数非A级和非B级,则为C级不安全矿井,矿井不具备防冲能力或应暂停开采活动。以某矿为例,给出了矿井安全性计算的完整流程和评价结果。最后给出了全国部分冲击地压矿井的应力安全系数和能量安全系数,并结合这些矿井的实际冲击地压发生情况,验证了安全系数计算结果的可参考性,从而说明安全性评价方法具备一定的可靠性和实用性。