国家教育部博士点基金(20050533035)
- 作品数：28 被引量：272H指数：12
- 相关作者：周科平胡建华高峰苏家红古德生更多>>
- 相关机构：中南大学湖南省深部金属矿产开发与灾害控制重点实验室更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程建筑科学更多>>
- 开采环境再造人工顶板锚索支护设计被引量：5
- 2008年
- 针对新疆喀拉通克铜镍矿高价值软破矿体的特点和试验开采环境再造连续采矿方法,并以顶板沉降量和塑性区范围为判据,运用FLAC3D软件对人工顶板预应力锚索支护进行模拟分析。设计3种锚网支护方案分别为:方案1,网度为4m×6m;方案2,网度为6m×8m;方案3,网度为8m×10m。通过比较各方案下顶板的沉降量、塑性区范围以及锚索最大轴力变化等参数,筛选出最佳支护方案。研究结果表明:方案1中顶板最大沉降量仅为4.24cm,塑性破坏区延伸高度小于7m,锚索最大轴力为16.59MN,且变化平稳,满足金属矿山安全规程和经济合理的要求,而其他方案结果参数均超出混凝土顶板的稳定性极限,由此得出方案1为最佳设计方案。
- 周科平朱和玲肖雄陈庆发
- 关键词：开采环境再造预应力锚索数值模拟支护设计
- 自燃火灾巷道烟流的数值模拟及安全评价被引量：11
- 2006年
- 笔者以铜坑矿为工程实例,利用矿井火灾巷道烟气流动所遵循的基本守恒方程组和控制方程组,对烟气流动特性进行数值模拟,得出了自燃火灾巷道内烟气流动的速度场、温度场详细分布情况。并采用预计热舒适指标(PMV)、预计不满意百分比(PPD)对巷道中的空气质量进行了安全评价。结果表明采用数值模拟法对于研究矿山自燃火灾巷道内烟气流动的运动情况更为直观,可视化强;采用的热舒适度评价指标更突出了以人为本。通过模拟计算结果,可以为铜坑矿地下火和毒气蔓延的控制以及火区特大事故应急救援预案的制定提供技术依据。
- 李杰林周科平苏家红唐谷修
- 关键词：自燃火灾烟流数值模拟安全评价
- 基于开采环境再造结构稳定性判别与支护设计
- 2009年
- 在综合评价现有岩体稳定性评判方法的基础上,选用普适性较好的弹塑性位移相对比值判别方法作为岩体稳定性的判据。将该方法应用到新疆喀拉通克铜镍矿,得出在采矿过程中其结构顶板会失稳破坏的结论;设计采用预应力长锚索对顶板进行支护,并运用FLAC3D软件对锚索支护网度进行优化设计。研究结果表明,当采用4 m×6 m锚索支护时,弹塑性位移比值aθ=0.91,远小于结构破坏的临界值,能维持顶板稳定性;同时该方案下塑性范围及锚索最大轴力变化较小,故得出4 m×6 m锚索支护为最佳支护方案。
- 谢建兵朱和玲周科平杨念哥龙腾腾
- 关键词：开采环境再造稳定性判据支护设计
- 充填体下矿体开采安全顶板厚度数学预测模型被引量：31
- 2008年
- 科学合理地确定安全顶板厚度是回采铜坑矿重叠区下92号矿体的基本依据。在分析影响92号矿体顶板稳定性因素的基础上,通过建立有限元数值模型和反复多次模拟计算得出了不同影响因素组合下顶板的安全厚度值。根据计算结果绘制了影响因子与安全顶板厚度的相关关系曲线,利用多元逐步回归分析方法建立了一能够综合反映多因素共同作用下的复杂充填体下矿体开采安全顶板厚度的数学预测模型。结合工程实际及数值模拟的验证结果表明了预测模型的有效性。
- 高峰周科平胡建华邓红卫唐谷修
- 关键词：数值模拟多元逐步回归分析
- 露天矿边坡滚石运动特征及控制被引量：18
- 2008年
- 边坡滚石是山区基本建设中经常遇到的一种工程灾害,边坡尤其是高陡岩质边坡工程中滚石产生的机理、模拟、分析与防护越来越受到关注。结合会东铅锌矿露天边坡滚石问题,对滚石产生的影响因素,滚石运动轨迹及滚石与坡面的相互作用进行分析。建立了露天矿边坡滚石运动模型,采用随机概率方法对工程实例露天矿边坡滚石轨迹进行预测,并依据滚石落点的空间位置、弹跳高度及其动能分布,提出了防护措施、设计拦截网防护的高度与强度。
- 赵丽娜周科平高峰杨念哥
- 关键词：露天矿边坡滚石概率分布边坡防护
- 基于采矿环境再造人工结构的可靠性研究
- 2009年
- 基于采矿环境再造技术构筑的地下人工结构,要实现安全采矿的前提是其本身要保持足够的稳定性和可靠性.首先客观分析了地下岩体特征和充填体强度存在的不确定性,然后引入NESSUS可靠度分析软件与ANSYS有限元软件联接这一新方法进行可靠度研究,最后结合工程实际,对新疆喀拉通克铜镍矿试验采场结构的可靠性进行模拟,初始可靠度为0.940 586 5,通过调整相关变量来优化结构可靠性,最终结构可靠度增大为0.967 374,满足设计要求.
- 朱和玲周科平高峰
- 关键词：采矿环境再造可靠度
- 顶板诱导崩落预裂钻孔裂隙发育监测与分析被引量：22
- 2007年
- 基于连续采矿的顶板诱导崩落技术是一种主要应用于大型倾斜、缓倾斜贫矿体的非传统、安全高效的采矿与空区处理技术。为研究岩体内节理、裂隙等不连续结构面的发育与围岩诱导崩落机制的关系,采用前视全景钻孔电视对顶板诱导崩落预裂钻孔孔壁进行监测,获得人为扰动下岩体内各种原生裂隙与不连续结构面发育情况,为诱导崩落的可行性研究提供定性与直观的评价,从而提高顶板诱导崩落的可控性。监测与分析结果表明,在顶板诱导崩落过程中,直接顶板以上5m范围内出现一个破碎带,围岩的结构成为碎裂状;在顶板上方10m范围左右,出现一个圆形裂隙环带。随着裂隙的进一步发展,顶板裂隙带密度增加,最终形成顶板的诱导崩落。
- 周科平高峰胡建华苏家红张世超邓红卫
- 关键词：采矿工程诱导崩落钻孔电视裂隙
- 采矿环境再造连续开采地压演化过程的控制与仿真被引量：21
- 2008年
- 针对传统采矿方法回采缓倾斜中厚矿体时存在的诸如地压控制和采场矿石运搬等方面的困难,提出采矿环境再造连续开采采矿方案。运用三维有限差分程序FLAC3D对回采过程中的地压演化规律进行模拟研究,得出各采场应力场和位移场的分布和变化规律,优化采矿工程结构参数和回采顺序,提出切实可行的地压控制措施。研究结果表明:随着开挖逐步推进,围岩位移不断增大,应力集中现象明显,最大压应力达54 MPa,最大拉应力达3.9 MPa,接近围岩的极限强度;在尾砂回填后,底鼓量下降5 mm,最大压应力降至32 MPa,表明应力场和位移场均得到改善,能确保回采期间采场的稳定。
- 周科平朱和玲肖雄陈庆发
- 关键词：缓倾斜中厚矿体数值模拟地压
- 充填体下连续开采诱导顶板失稳演化时变分析被引量：19
- 2008年
- 利用时变边界力学理论讨论了连续采矿顶板诱导失稳崩落过程,给出了连续回采诱导顶板失稳崩落中时变边界的几何描述.RFPA软件通过单元性质弱化的方法来处理单元的破坏问题,准动态的模拟崩落体的时变边界问题,从而获得连续采矿诱导顶板失稳崩落时变边界的一种有效解决途经.通过RFPA计算分析了铜坑矿充填体下矿体连续开采诱导顶板失稳崩落过程,分析该过程中顶板诱导失稳崩落的时变效应及其规律.计算结果表明在一定的连续回采采空区的空间条件下,运用局部人工干扰诱导顶板围岩致裂,可以有效形成顶板诱导失稳崩落.
- 胡建华周科平陈庆发古德生
- 关键词：时变力学连续采矿RFPA
- 诱导顶板崩落时变力学模型的建立与应用被引量：14
- 2007年
- 运用时变力学理论,针对大厂铜坑矿顶板诱导崩落试验采场的地质特征,建立有限元基本方程和时变力学模型,采用多步骤开挖的准时变力学有限元方法,模拟不同顶板诱导失稳崩落模式下的塑性区发展、东西预裂硐室与崩顶硐室的安全系数,对比研究确定顶板诱导可控失稳崩落的诱导模式,即先预裂爆破后切顶诱导崩落,其塑性区主要控制在东西两条预裂缝之间,垂直向达到顶板上方58m处,最小安全系数为1.1。采用数字式全景钻孔摄像技术,对铜坑矿顶板诱导崩落实验采场的顶板围岩诱导效果进行可视化监测。发现生成20～40mm宽的预裂缝,在顶板围岩中出现大量"X"型次生裂隙。实践结果表明,该模式可以有效地实施顶板的诱导可控失稳崩落。
- 胡建华苏家红周科平张世超古德生
- 关键词：诱导崩落时变力学有限元稳定性
