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深埋安山岩动态力学特性及破碎特征

采矿与岩层控制工程学报 2024年第4期6卷 167-178页

作者：赵泽虎李祥龙乔登攀胡启文王建国昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 云南省教育厅爆破新技术工程研究中心云南昆明650093

随着开采深度的增加,岩石力学参数随之发生改变,支护方式也应随之适时调整。为准确掌握基建矿山的岩石动态力学性能,以Jama铜矿的主要围岩安山岩为研究对象,开展了不同加载速度下的常规单轴霍普金森压杆(SHPB)试验,得到了安山岩的动态... 详细信息

随着开采深度的增加,岩石力学参数随之发生改变,支护方式也应随之适时调整。为准确掌握基建矿山的岩石动态力学性能,以Jama铜矿的主要围岩安山岩为研究对象,开展了不同加载速度下的常规单轴霍普金森压杆(SHPB)试验,得到了安山岩的动态力学参数及破坏特征,并基于断裂力学理论,构建了考虑应变率的平均块度预测模型,并对冲击破碎后的碎块进行扫描电镜分析。试验结果表明:安山岩的动态压缩应力-应变曲线可分为4个阶段,压密阶段较静态曲线表现不明显。随应变率的提高,动态峰值强度及动态强度因子均呈线性增大趋势,单位体积吸能密度和质量破碎能耗均呈二次多项式规律的增长趋势;随新增比表面积的增大,吸能密度呈线性增大;预测模型理论值与试验值高度吻合;不同冲击速度下试件多以沿晶破坏为主,断口形貌较为复杂,相同放大倍数下随冲击载荷的增加,细观分形维数D_(e)呈线性正相关,可为后期自然崩落法底部结构爆破参数优化及工程应用提供一定的参考。

关键词：安山岩动态力学特性分形维数断口形貌块度预测模型

立式砂仓连续高浓度稳定放砂工作模式的最佳储砂高度

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有色金属工程 2024年第1期14卷 138-150页

作者：李勇明乔登攀杨天雨王俊李绍腾张素平昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 凉山矿业股份有限公司四川凉山615141 云南锡业大屯锡矿云南红河661018

针对传统立式砂仓工作模式充填效率慢,放砂浓度低且不稳定的问题,提出一种连续高浓度稳定放砂的工作模式,储砂高度的保持是此工作模式的关键。先通过离心试验探究了底流浓度随储砂高度变化的函数关系,再通过静态沉降试验得到进料参数,... 详细信息

针对传统立式砂仓工作模式充填效率慢,放砂浓度低且不稳定的问题,提出一种连续高浓度稳定放砂的工作模式,储砂高度的保持是此工作模式的关键。先通过离心试验探究了底流浓度随储砂高度变化的函数关系,再通过静态沉降试验得到进料参数,以流体力学软件对立式砂仓储砂过程进行模拟分析,验证其函数关系的可行性,并运用动网格技术对不同储砂高度放砂过程的放砂浓度、溢流浓度和砂面高度变化进行模拟监测,综合探究最佳储砂高度,为立式砂仓连续放砂的研究提供重要参考。结果表明:数值模拟计算值与函数关系计算值没有显著性差异,底流浓度随储砂高度变化的函数关系是可行的;11.8 m为立式砂仓连续高浓度稳定放砂的最佳储砂高度。

关键词：立式砂仓连续放砂储砂高度数值模拟

基于ANSYS-FLUENT的云南某锡矿尾砂料浆管道输送设计研究

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有色金属科学与工程 2024年第3期15卷 407-421页

作者：廉柏栋乔登攀杨天雨王俊陈剑李绍腾李勇明高博龙赣昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 云南锡业大屯锡矿云南红河661018 凉山矿业股份有限公司四川凉山615141

以云南某锡矿井下充填管道为对象,经流变实验获得了该矿山全尾砂流变参数,并采用布金汉方程对尾砂料浆阻力损失进行了初步计算,最后运用ANSYS-FLUENT软件进行了模拟计算,并对模拟结果进行了深入分析。结果表明,较优方案为C1,即水泥量为3... 详细信息

以云南某锡矿井下充填管道为对象,经流变实验获得了该矿山全尾砂流变参数,并采用布金汉方程对尾砂料浆阻力损失进行了初步计算,最后运用ANSYS-FLUENT软件进行了模拟计算,并对模拟结果进行了深入分析。结果表明,较优方案为C1,即水泥量为300 kg/m^(3),质量浓度为72%的尾砂料浆能够在管道内安全输送2600余米,充填流量可达110 m^(3)/h,满足了矿山井下充填制备站至各采场空区的充填需求,确保了充填系统的安全、可靠和高效运行。进一步研究分析发现,在管道内输送的尾砂料浆速度和压力存在边界层效应;管输阻力损失随尾砂料浆的屈服应力及黏度的增加而增加,并得出了阻力损失与屈服应力及黏度之间的关系表达式。本文针对充填采矿法中矿山尾砂料浆合理、安全地管道输送,制定了简便高效的计算、模拟和分析方法,为充填采矿法的实际应用提供了有益指导。

关键词：充填采矿布金汉方程 ANSYS-FLUENT模拟尾砂料浆管道输送阻力损失

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大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理及效果研究

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有色金属（矿山部分） 2024年第3期76卷 101-111,124页

作者：龙赣王俊乔登攀李子彬施仁智张希昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093 保山金厂河矿业有限公司云南保山678000 凉山矿业股份有限公司四川凉山615141

大跨度破碎岩体顶板采用预应力锚固支护,能最大程度地维持顶板围岩稳定,因此研究预应力锚固对大跨度破碎岩体顶板的支护机理及支护效果,对于保障破碎岩体下大跨度地下工程、露天大断面隧道工程的长期稳定性具有重要意义。对锚固后锚固... 详细信息

大跨度破碎岩体顶板采用预应力锚固支护,能最大程度地维持顶板围岩稳定,因此研究预应力锚固对大跨度破碎岩体顶板的支护机理及支护效果,对于保障破碎岩体下大跨度地下工程、露天大断面隧道工程的长期稳定性具有重要意义。对锚固后锚固体强度变化进行力学解析,剖析大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理,以云南金厂河多金属矿Ⅳ级破碎岩体大跨度顶板支护难题为工程背景,针对其支护方式建立数值模型进行分析,对FLAC3D软件中结构单元Cable的布置,设计新的三段式布置法,将预应力锚杆(索)在FLAC3D软件层面分为预紧段、自由段、锚固段分别赋予指定参数进行数值计算,建立3组不同支护方式的数值模拟方案对预应力锚固支护效果进行验证。结果表明:预应力锚固后,支护区域顶板受拉应力基本小于破碎岩体顶板抗拉强度,塑性区体积对比普通无预应力支护方案,下降比率达到61.95%,顶板Z方向垂直沉降量降低比率高达83.90%,预应力锚固范围内围岩得到了有效控制。

关键词：破碎岩体大跨度顶板预应力支护机理数值模拟

基于颗粒级配的尾砂料浆管输模式判据与输砂效率计算模型研究

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有色金属（矿山部分） 2024年第5期76卷 47-57,67页

作者：廉柏栋乔登攀杨天雨王俊李勇明郑聪高博龙赣昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

目的:以云南某锡矿选矿厂排放的尾砂为对象,通过试验研究与数值模拟分析尾砂料浆管输模式与输砂效率的影响因素。方法:通过水筛试验测得尾砂级配分布规律,以及料浆流变试验测得料浆流变特性,并结合ANSYS-FLUENT对料浆管输模型模拟计算... 详细信息

目的:以云南某锡矿选矿厂排放的尾砂为对象,通过试验研究与数值模拟分析尾砂料浆管输模式与输砂效率的影响因素。方法:通过水筛试验测得尾砂级配分布规律,以及料浆流变试验测得料浆流变特性,并结合ANSYS-FLUENT对料浆管输模型模拟计算。结论:对比分析Wasp等判据不足,提出了基于颗粒级配的管输模式新判据,并结合级配模型与流变参数计算了输砂效率,结果与实测值的误差绝对值在5%以内,表明了新判据合理,同时构建了输砂效率计算新模型。意义:研究内容为尾砂料浆管输模式提供了新判据,可为相似情况的矿山尾砂料浆管输应用提供一定的参考价值。

关键词：尾砂料浆管输模式输砂效率底床层载体层数值模拟

一种基于贝叶斯优化和XGBoost的膏体流变参数预测模型

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有色金属（矿山部分） 2024年第5期76卷 118-128页

作者：赵艳伟胡正祥乔登攀姚晋龙李广涛杨天雨王俊玉溪矿业有限公司云南玉溪653199 昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

探究膏体充填料浆流变特性,对矿山合理布置充填管路,高效进行充填作业有重要意义。目的:将繁琐且影响因素众多的膏体流变参数测量试验与先进的机器学习回归预测模型相结合,实现膏体流变参数的准确预测。方法:利用不同物料配合比条件下共... 详细信息

探究膏体充填料浆流变特性,对矿山合理布置充填管路,高效进行充填作业有重要意义。目的:将繁琐且影响因素众多的膏体流变参数测量试验与先进的机器学习回归预测模型相结合,实现膏体流变参数的准确预测。方法:利用不同物料配合比条件下共128组膏体流变特性试验数据作为模型数据集,选择极度梯度提升回归树(XGBoost)模型,结合贝叶斯算法(BO)对模型进行超参数寻优设置,建立了多目标参数回归预测模型。结果:研究结果表明:经贝叶斯算法优化后的BO-XGBoost模型较XGBoost模型性能显著提升,决定系数R^(2)提高6%。所构建BO-XGBoost模型真实值与预测值在屈服应力数据集上相对误差维持在0.02水平;黏度数据集维持在0.1水平。结论:BO-XGBoost模型可实现膏体流变参数的高效准确预测,创新性地使用了多目标回归模型,为矿山充填作业设计提供参考,具有一定实际工程应用意义。

关键词：膏体充填流变特性机器学习贝叶斯优化极度提升回归树

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粗骨料高浓度充填料浆的管道输送模拟及试验

中国有色金属学报 2015年第1期25卷 258-266页

作者：张修香乔登攀昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

为了研究粗骨料高浓度充填料浆管道自流输送问题，根据金川矿区的实际充填管路利用 Gambit 建立三维管道模型，依据料浆自身的特点以及结构流理论，在 Fluent（3D）求解器中进行数值模拟。通过对不同浓度及不同流量情况下管道阻力损失... 详细信息

为了研究粗骨料高浓度充填料浆管道自流输送问题，根据金川矿区的实际充填管路利用 Gambit 建立三维管道模型，依据料浆自身的特点以及结构流理论，在 Fluent（3D）求解器中进行数值模拟。通过对不同浓度及不同流量情况下管道阻力损失的分析以及对弯管处压力的分析，获得在满足强度和高浓度的前提下的最佳料浆输送浓度为78%~79%，最佳流速为90 m3/h。同时，通过坍落度试验以及工业试验对数值模拟的结果进行验证。结果表明，粗骨料高浓度料浆管道输送模拟是可行的，研究结果为矿山应用粗骨料高浓度充填提供了理论依据。

关键词：废石-尾砂 Fluent数值模拟自流输送管道阻力损失

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放矿随机介质理论移动概率密度方程研究

煤炭学报 2003年第4期28卷 361-365页

作者：乔登攀孙亚宁任凤玉东北大学资源与土木工程学院沈阳110006

建立了散体移动概率模型,通过分析放出体形态得出了散体颗粒移动迹线表达式,指出颗粒移动迹线上任意两点横坐标之比等于对应层位方差之比,是随机介质放矿理论的一条重要性质,否则概率场与散体移动场、速度场无法统一,推出了膨胀散体和... 详细信息

建立了散体移动概率模型,通过分析放出体形态得出了散体颗粒移动迹线表达式,指出颗粒移动迹线上任意两点横坐标之比等于对应层位方差之比,是随机介质放矿理论的一条重要性质,否则概率场与散体移动场、速度场无法统一,推出了膨胀散体和无膨胀散体移动概率密度方程,各项参数物理意义明确,其结果更符合实际散体移动场.

关键词：随机介质理论概率密度方程方差松散系数颗粒移动迹线

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放矿理论研究与应用 1