湖南省自然科学基金(09JJ4025)
- 作品数：11 被引量：99H指数：6
- 相关作者：胡建华周科平雷涛罗先伟阮德修更多>>
- 相关机构：中南大学更多>>
- 发文基金：湖南省自然科学基金国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学环境科学与工程更多>>
- 群空区危险度的结构尺寸效应灰关联神经网络模型被引量：3
- 2012年
- 在力学分析的基础上，耦合灰关联分析及神经网络方法，建立空区危险度的结构尺寸效应灰关联神经网络模型，实现基于空区结构尺寸参数的五级空区危险度评价，分析空区危险度与结构尺寸参数间的影响程度及响应关系。研究结果表明：建立的基于空区结构尺寸的危险度灰关联神经网络预测模型，能够实现群空区下的危险度的精确预测，其预测误差范围为0．08230A-6．7483％，平均误差为3．0546％；空区危险度的影响因素中，矿柱宽度对空区危险度的影响最大，埋深对危险度的影响最小；在其他影响因素不变的情况下，空区的危险度与暴露面积、埋深呈正相关性，与矿柱宽度呈负相关性，而与高宽比的关系式随着高宽比增大先增大后减小并最终趋于定值。
- 胡建华甯瑜琳张行成杜相会邓红卫
- 关键词：采空区危险度神经网络
- 露天转地下开采边坡稳定性概率分析被引量：7
- 2012年
- 结合室内岩石力学实验,对岩石内聚力、内摩擦角等力学参数进行了统计分析,针对矿山工程现状进行了参数折减,实现了在采空区影响下的边坡稳定性分析。研究结果表明:选取截面边坡平均安全系数为0.75,失稳概率达到99.7%;边坡的失稳概率随着随机参数c、φ均值、变异系数的增大而减小,其中风化围岩带的内摩擦角φ变化对失稳概率的影响较为明显,在进行边坡稳定性分析时应考虑风化围岩带内聚力和内摩擦角力学参数的随机变化,以便更科学合理的进行安全评价。
- 胡建华张行成甯瑜琳周科平
- 关键词：边坡稳定性分析失稳概率采空区
- 基于采矿环境再造的开采顺序时变优化研究被引量：24
- 2011年
- 根据卡房矿新山矿段的地质条件和生产能力要求的实际情况,基于采矿环境再造连续开采的思想,提出了3种可行的开采顺序优化方案。运用MIDAS/GTS有限元分析软件,建立了复杂矿体的三维有限元模型,模拟并分析了3种不同开采顺序优化方案的力学时变效应。研究结果表明:随着开采的逐步推进,采场的应力和位移不断增大,并出现了明显的应力集中;3种方案中采场周围最大压应力均达到了27 MPa,顶板最大压应力不超过15 MPa,最大拉应力达到了1.2 MPa;顶板最大沉降位移值分别为82.9、84.4、84.5 mm;顶板有较大范围的拉应力区域出现,3种方案拉应力区域面积占顶板面积的比例最大分别达到22%、22.3%和23.5%,但拉应力区域的时变规律表现出显著的不平衡性和突变性。运用采场结构对采动过程响应的时变分析,以拉应力损伤区域和顶板的沉降位移为评价指标,提出方案1的开采顺序为最优方案。
- 胡建华雷涛周科平陈庆发
- 关键词：采矿环境再造数值模拟
- 矿山采动卸荷岩体力学参数劣化规律研究被引量：17
- 2012年
- 矿山开采对采动影响区域内的围岩形成扰动,弱化岩体力学性质,其参数劣化规律是数值模拟与分析计算的主要问题之一。以铜坑矿92#矿体连续采矿顶板诱导崩落试验采场为对象,运用卸荷岩体力学理论,确立了开挖卸荷岩体力学参数计算模拟的计算流程。结合有限元数值模拟方法,建立了岩体卸荷等效模型,进行了6步连续卸荷的计算,得到了地下连续采矿顶板卸荷岩体力学参数的变化规律,并运用多项式实现了卸荷岩体力学参数与卸荷量变化值的函数拟合,获得了采动卸荷岩体力学参数的劣化规律。结果显示,卸荷第6步时,计算不收敛,表明此时顶板已经完全破坏而发生崩落;在卸荷过程中,岩体力学参数均呈逐渐弱化的趋势,其中内摩擦角、凝聚力和弹性模量随开挖卸荷的推进呈逐渐减小的趋势,最终的参数分别相当于初始值的55%、50%和50%,但泊松比呈逐渐增大的趋势,最终值相当于初始值的1.15倍。其结果说明了采动卸荷导致了岩体质量的劣化,卸荷岩体力学参数与卸荷量的函数为采动卸荷力学响应的动态分析提供了理论基础。
- 胡建华雷涛罗先伟周科平张超兰
- 关键词：连续采矿卸荷岩体力学
- 基于FLO^(2D)与3DMine耦合的尾矿库溃坝灾害模拟被引量：24
- 2012年
- 为预测和评价尾矿库溃坝的致灾情况,提高库区防灾减灾能力,建立尾矿库溃坝数值仿真模型。采用FLO2D泥石流模拟软件对湖南某尾矿库进行溃坝灾害过程仿真,并将模拟结果与3DMine数字矿山软件耦合,实时反演溃坝灾害过程。分析结果表明,该尾矿库溃坝时的最大溃决流速为40.2 m/s,下游沟谷最大淹没深度达13.6 m,溃坝瞬时最大冲击应力达100 MPa。三维动态反演了尾矿库溃坝前稳定状态、溃坝后0.01,0.02和0.05 h的尾砂流动状态和淹没范围。根据溃坝泥砂流动强度,对该尾矿库全部溃坝和半溃坝时的灾害程度进行三色图判别。
- 阮德修胡建华周科平陈宜楷雷涛
- 关键词：尾矿库溃坝数值模拟灾害评价
- 充填环境下预裂缝的爆破动力响应分析被引量：10
- 2011年
- 根据广西高峰矿新采矿方法的工程实际情况,采用高能炸药的Joles-Wilkins-Lee（JWL）状态方程,以质点振动速度峰值PPV为主要指标,利用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟充填采矿中预裂缝对爆炸应力波的作用机理,分析爆炸应力波在充填环境下的传播特征以及在经过预裂缝和不同介质分界面的衰减规律。研究结果表明：爆炸应力波在经过预裂缝时,质点振动速度峰值急剧衰减,预裂缝具有良好的降振效应,降振率在80%~90%之间;不同介质的分界面弱结构具有一定的降振效应,降振率在3%~10%之间;在邻近爆源一侧,预裂缝和分界面表现出能量聚集效应,且距预裂缝和分界面越近,能量聚集效应越明显,其能量聚集率最大可达25%。
- 胡建华雷涛周科平陈庆发
- 关键词：预裂缝数值模拟
- 基于D-S证据理论的空区稳定性识别与工程应用
- 2013年
- 地下矿山开采时,受采矿方法和开采工艺的影响,产生大量采空区,它是影响井下矿山安全生产的主要因素。群空区稳定性的影响因素主要包括4个方面,即:采空区的结构形态参数、群空区的空间分布特征、群空区的应力环境和特征值、采空区的地质环境和矿岩体的物理力学参数,形成了群空区稳定性影响因素的多源信息数据库。为了识别矿山井下空区的稳定性,以CMS空区探测、数值模拟和岩体力学属性为多源信息来源,应用层次分析进行因素权值分析,建立了基于D-S证据理论多源信息融合的群空区稳定性分析模型。针对某矿山的工程现状,实现了采空区的4级稳定性分级。研究结果表明:群空区稳定性与结构参数、地质参数和应力环境参数有关,是一典型的多源信息融合系统,运用D-S证据理论实现了采空区的多源信息融合的稳定性分级,分级结果有利于矿山的安全处置和控制。
- 胡建华张行成周科平杜相会雷涛
- 关键词：采空区稳定性多源信息融合D-S证据理论
- 结块矿石诱导跌落冲击崩解因素的正交试验被引量：1
- 2013年
- 含硫破碎矿石堆积易产生二次结块,利用诱导崩落实现结块矿石跌落冲击破碎的自然崩解是一种新的处理结块矿石的方法。在分析结块矿石跌落冲击崩解效果的影响因素的基础上,基于ANSYS-LSDYNA数值仿真试验方法,以崩解率为指标,构建结块矿石跌落破碎正交试验设计表L25(56),运用直观分析方法确定各因素的极差,绘制崩解率与因素之间的趋势图获得各因素对崩解率影响的重要性及变化规律,分析矿石诱导跌落冲击破碎的崩解效果。研究结果表明:运用正交试验方法,通过较少的试验次数,可获取诱导跌落冲击崩解的因素响应规律;在诱导跌落冲击破碎崩解中,各因素变化与崩解率之间存在一种非线性关系,跌落角度的影响最显著,其显著度(从强到弱)排序为跌落角度(B)、胶结软弱面的抗拉强度(C)、跌落高度(A)、胶结软弱面的抗压强度(D);提出在工程实践中的诱导跌落崩解的影响因素控制措施,为矿山的诱导破碎结块矿石提供了依据与技术指导。
- 胡建华薛小蒙雷涛周科平罗先伟
- 关键词：正交试验
- 基于空区结构效应的残矿开采作业环境安全辨识与协同利用被引量：9
- 2013年
- 针对西部某矿山目前开采现状和大量遗留残矿的采空区结构特征,在采空区作业环境安全评价的基础上,提出协同利用空区空间的残矿开采模式,即采空区的空间直接利用作为采准过程的补偿空间和切割空间、加固处置协同利用的补偿空间、密闭封存安全保护、散体充填密闭处理和胶结充填应力环境再造等,并以R3空区作为实例提出空区协同利用的采矿方法和出矿等生产工艺。应用未确知测度理论,利用采空区结构效应的空区跨度(X1)、空区暴露面积(X2)、空区高度(X3)、空区埋深(X4)、矿柱尺寸布置(X5)5个参数,对西部某矿群空区下的残矿开采作业环境进行安全辨识和分级。研究结果表明:该方法对采空区群下残矿开采作业环境的安全评价简单可行,通过采空区的结构效应获得了残矿开采作业环境的安全分级辨识。
- 胡建华阮德修周科平杨念哥
- 碎裂矿段层间采动应力规律与优化被引量：2
- 2011年
- 应用Phase2D对高峰矿100号延伸矿体进行了空区充填影响下的碎裂矿段层间开采应力研究,获取了在碎裂矿段中的上向和下向不同开采顺序下的采动应力迁移规律。数值模拟结果显示,下向式开采主要表现出明显的压应力效应,最大压应力达到18 MPa,低于其抗压强度,最大拉应力值为0.47 MPa,低于顶板充填体的抗拉强度1.2 MPa,能够获得较高的安全系数,其值为1.57;而在上向式的采矿过程中,开采过程主要表现出拉应力效应,最大的拉应力为0.79 MPa,低于顶板矿石的抗拉强度,大于顶板弱结构面的抗剪强度,因而会导致弱结构面受拉破坏,形成顶板失稳。研究结果表明,在不同的开采顺序中,上向式开采的拉应力效应,有利于顶板矿体中弱结构面的发育与扩展,形成上层顶板的冒落,影响采场的采矿安全生产作业。为合理优化开采应力,改善采场的拉应力状态和承载结构,应选择下向式回采对碎裂矿段进行回采。
- 胡建华罗先伟周科平张绍国黄应盟
- 关键词：采动应力数值模拟
