关凯
- 作品数：13 被引量：82H指数：6
- 供职机构：东北大学资源与土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学文化科学社会学更多>>
- 采矿工程专业实践教学方法优化与初步实践被引量：4
- 2021年
- 采矿工程是一门实践性很强的学科,但受限于矿山开采周期长、涉及面广、采场环境较差、存在安全风险、实习经费有限等因素,采矿工程专业的实践教学,尤其是现场实践教学的效果通常很难达到预期。针对这一情况,东北大学采矿工程专业通过建立矿山实践教学基地,并基于矿山开采数据与软件的共享、虚拟仿真技术将其打造成贯穿各个实践教学环节的经典教学案例,实现了实践教学课程方法的优化。初步的实践证明优化成果不仅提升了学生的实践能力,也有助于提升学生的学习兴趣及择业意向。
- 张鹏海杨天鸿刘洪磊关凯马庆山
- 关键词：采矿工程实践教学教学基地
- 基于多学科交叉的智能采矿研究生培养体系构建
- 2023年
- 面向智能采矿对多学科交叉复合型人才的需求,东北大学采矿工程学科通过建立采矿工程本-博贯通式培养模式,提升采矿工程专业研究生的生源质量、优化生源结构;通过广泛接收调剂生源,招收软件工程、计算机科学与工程、控制科学与工程、电气工程等专业的研究生,从源头上保障多学科的交叉与融合;采矿工程学科着重发展矿产资源的智能开采方向,修订研究生培养方案,建立多学科交叉融合的研究生培养模式,全面提升研究生创新能力的培养。
- 刘洪磊侯晨刘溪鸽张鹏海邓文学关凯
- 关键词：研究生培养
- 岩石力学数值模拟方法用于采矿工程的技术经济探讨与教学实践被引量：22
- 2016年
- 结合采矿工程特点以及岩石力学数值模拟方法的发展现状,分别从技术、经济与人才培养三个方面对数值模拟方法在采矿工程中的应用问题展开探讨。采矿工程在力学背景、工程稳定性要求及价值目标等方面均有别于其他岩石工程,这对其选择何种方法解决生产过程中遇到的岩石力学问题有显著影响,突出表现为成本的敏感性。由于模型误差、参数选择误差和监测数据反演误差等系统性误差的客观存在性,这导致数值模拟方法在预测岩石力学问题的精确度(可靠性)方面存在着发展的"上限"。而采矿工程中的岩石力学问题对计算及预测精确度的需求存在"下限",因此,只要保证数值模拟方法预测的精确度"上限"达到采矿工程需要的"下限"即是其成功的应用。岩石力学数值模拟方法预测的精确度与成本投入之间存在一定的正相关关系,机会成本及决策风险控制因素对矿山企业应用岩石力学数值模拟方法的效果有重要影响。此外,高等院校在采矿工程人才培养方面加强岩石力学教育,为矿山企业输送具有较高岩石力学素质的采矿工程师,将是引领矿业技术进步的重要组成部分。
- 刘溪鸽朱万成魏炯关凯
- 关键词：采矿工程岩石力学数值模拟技术经济教学实践
- 基于现场监测与数值模拟结合的采动诱发围岩失稳与地表沉降研究
- 2024年
- 基于3Dmine与无人机倾斜摄影技术建立集成真实地表地貌、矿体及巷道的三维地质模型,结合Rhino6-FLAC3D建立矿体回采数值计算模型,对浅部岩层移动和地表变形的影响进行模拟分析,结合InSAR地表变形监测数据对模拟结果的有效性进行对比验证。结果表明:模拟结果与InSAR地表变形监测数据具有较好的一致性,表明基于多手段的数值建模计算与现场监测数据相结合的分析方法的有效性;对空场采矿法残留的采空区采用废石充填能够在有效控制空区围岩塑性区发展基础上维持充填体稳定性;矿区深部矿体的回采与充填可能对浅部已充填采场围岩的稳定性产生一定影响,浅部已充填采场受扰动严重程度与深部作业区域距离呈负相关;由InSAR监测数据和数值模拟结果可知,深部矿体回采扰动和浅部空区二次破坏对地表沉降影响较小.
- 王雨萌关凯朱万成刘洪磊
- 关键词：地表变形采空区数值模拟充填体
- 新城金矿竖井保安矿柱的三维圈定与模拟回采被引量：7
- 2017年
- 竖井周边矿体的开采对竖井的稳定性有重要影响。新城金矿Ⅺ#矿体在主竖井下部,首先应用三维软件圈定了竖井保安矿柱并统计压矿量。统计结果显示,依据规范圈定的竖井保安矿柱导致Ⅺ#矿体大部分资源不能被回采。针对这一问题,在Ⅺ#矿体与竖井三维模型的基础上,建立了FLAC3D数值计算模型,并按2种方案进行了模拟回采。数值模拟结果表明:Ⅺ#矿体保安矿柱内部矿石回采具有可行性,回采造成的塑性区主要集中在采空区周围以及充填体内部;回采将导致竖井底部变形较大、应力集中较突出,是关注的重点区域。研究结果为竖井周边矿体的开采提供了理论指导,具有重要的实践意义。
- 张洪训刘溪鸽关凯朱万成
- 关键词：竖井保安矿柱回采数值模拟
- 金属矿山多矿柱承载与失稳破坏研究被引量：13
- 2022年
- 金属矿空场法开采遗留了大量采空区,尤其是近地表的采空区群具有重大的安全隐患,是矿山安全的危险源之一。采空区的稳定性与矿柱的承载及失稳破坏密切相关,在采空区垮塌过程中,多个矿柱间的载荷传递效应可能诱发相邻矿柱的连锁性失稳破坏,从而造成采空区群大规模失稳坍塌。因此对单矿柱稳定性研究方法、多矿柱载荷传递行为及失稳破坏机制等进行了归纳总结,相关研究成果表明:当前针对多矿柱载荷传递行为的相关研究较少,载荷传递机制尚不清楚,难以实现对多矿柱连锁性失稳破坏行为的预测;应该着眼于矿柱之间以及多矿柱与围岩体之间的相互作用,以便于深刻揭示多矿柱系统的承载与失稳破坏机制。介绍了多矿柱承载与失稳破坏机制方面的相关研究成果,可以为防控大规模空区群失稳灾害提供参考。
- 朱万成董航宇刘溪鸽牛雷雷代风关凯
- 关键词：相互作用失稳破坏
- 双粗糙结构面剪切试验与数值模拟研究被引量：7
- 2017年
- 为了研究压剪状态下结构面间的相互作用与破坏机制,分别采用物理试验及数值模拟方法,对双粗糙结构面的剪切特性进行研究。采用3D打印技术生成可以定量化的PLA材料结构面模具,通过混凝土浇筑PLA模具制得人造结构面。研究发现,通过该方法制作的人造结构面的粗糙度远低于原始结构面,故其粗糙度需在剪切试验前重新测定。双结构面剪切试验结果表明,由于中间夹层岩石的破坏,整体的剪切强度要低于其中任何一条结构面单独剪切的抗剪强度,甚至低于单光滑结构面的剪切强度。同时,采用宏观概化模型策略用PFC^(2D)建立双结构面剪切的颗粒流数值模型,数值模拟结果表明,结构面的粗糙形态引起的应力集中造成了中间夹层岩石破坏,并最终导致了整体剪切强度降低,其中结构面间距对整体强度的影响并不明显。
- 刘溪鸽朱万成周靖人关凯
- 关键词：岩石力学剪切试验数值模拟粗糙度剪切强度
- 新城金矿主井附近工程爆破振动对其稳定性影响分析
- 2022年
- 金属矿山大多采用凿岩爆破法进行采准、切割和回采作业,评估爆破振动对附近既有工程(特别是主要开拓巷道)稳定性的影响,对于矿山生产建设的安全具有重要意义。新城金矿主竖井附近需要进行矿体回采和盲竖井断面刷大,为保证主竖井的稳定性,对矿体回采及盲竖井断面刷大的爆破相关参数进行了理论分析,并结合现场监测得到爆破振动衰减规律以及FLAC^(3D)数值模拟结果,评估了矿体回采和盲竖井断面刷大爆破振动对主竖井稳定性的影响。基于理论分析、现场监测及数值模拟研究结果发现,在新城金矿当前爆破参数条件下,若在距离主竖井50 m内进行矿体回采和盲竖井断面刷大作业,当允许同时爆破采场数目和最大炸药量分别不超过15个和1250 kg时,产生的爆破振动效应不会对主竖井稳定性产生影响。该方法为爆破振动影响的快速评价和爆破参数的初步设计提供了可行的手段。
- 罗文俊关凯朱万成刘洪磊刘晓光刘滨
- 关键词：爆破振动竖井
- 基于约束收敛法的Hoek-Brown岩体巷道大变形分析
- 2023年
- 轴对称圆形巷道的弹塑性理论分析是深部软岩巷道施工过程的基础问题和重要问题。基于约束收敛法、有限变形次弹塑性理论、Hoek-Brown破坏准则、应变软化本构模型等基本理论,开展了深埋软弱围岩圆形巷道开挖诱致挤压大变形现象的基础研究。在相关大变形研究的基础上,以巷道开挖后围岩脆塑性解析解来表征岩体应变软化区划分圆环岩体响应解析解的方法,简述Hoek-Brown岩体深埋软岩巷道围岩各分区应力与变形解析解求解思路。通过现场监测数据和不同力学模型的计算结果分别进行模型有效性对比验证,并对m、s、a等岩体强度相关参数进行了影响分析。基于大变形和小变形理论下围岩特征曲线差别,提出软弱破碎岩体的支护建议,为深部不利赋存条件下软弱围岩支护工程设计提供理论分析手段和指导。
- 刘洪磊张权云关凯朱万成于庆磊
- 关键词：巷道变形HOEK-BROWN准则
- 新城金矿中段顶柱盘区回采顺序优化被引量：6
- 2013年
- 针对新城金矿-580 m中段顶柱的安全高效回采问题,提出4种盘区回采顺序,对不同的回采顺序方案进行优化研究。首先,利用3GSM非接触数字扫描系统对-580 m中段采场顶板和两帮进行结构面调查,并依据Hoek-Brown强度准则得到岩体的物理力学参数;其次,构建含有巷道、假顶等在内的三维可视化模型并对回采过程进行数值模拟。最后,通过对比分析不同回采顺序条件下采场等关键部位的应力、位移的动态响应特性,并结合各方案顶板的破坏情况,确定了最优的回采顺序。模拟结果对新城金矿顶柱盘区的安全回采具有一定的参考价值。
- 关凯朱万成张洪训王青元魏晨慧
- 关键词：稳定性分析
