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基于三维离散裂隙网络的采场结构参数优化

金属矿山 2024年

作者：李成龙王贻明张纯锋付琛张宏荣北京科技大学土木与资源工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿

为保障深井矿山安全高效开采，提出了一种基于节理裂隙的采场结构参数优化方法。首先，综合工程地质背景和Mathews稳定图法，实现采场结构参数初选；其次，借助COMSOL构建采场周围结构面的三维离散裂隙网络，通过与采场开挖模型耦合，... 详细信息

为保障深井矿山安全高效开采，提出了一种基于节理裂隙的采场结构参数优化方法。首先，综合工程地质背景和Mathews稳定图法，实现采场结构参数初选；其次，借助COMSOL构建采场周围结构面的三维离散裂隙网络，通过与采场开挖模型耦合，重构结构面影响下的采场三维模型；然后，采用FLAC3D数值模拟计算，确定不同采场结构参数方案的安全性指标；最后，运用多目标理想点法综合决策，获得最优采场结构参数方案。研究结果表明：结构面组成的裂隙网络会降低采场的稳定性，二步骤矿柱回采的采场稳定性远弱于一步骤矿房回采；采场宽度是影响采场稳定性的关键因素，采场宽度与开挖后产生的最大位移和最大拉（压）应力呈正相关，与安全率呈负相关；采场结构参数也受采场形状影响，确定的采场面积存在对应的最优采场结构参数。综合考虑经济因素得到最优采场结构参数为：采场宽度10 m，采场高度15 m。

关键词：采场结构参数节理离散裂隙网络数值模拟理想点法

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丰山铜矿中深孔爆破参数优化研究

采矿技术 2024年第5期24卷 157-161页

作者：张纯锋付琛杜双成石大庆肖柏林大冶有色金属有限责任公司丰山铜矿湖北黄石市435232 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

中深孔爆破效果直接影响采场稳定性、贫化损失率、大块率等回采安全与经济指标,中深孔爆破参数优化是开采中的一大难题。以丰山铜矿为工程背景,采用理论经验公式与现场爆破漏斗试验相结合的方式,对采场中深孔爆破参数及孔网参数进行优... 详细信息

中深孔爆破效果直接影响采场稳定性、贫化损失率、大块率等回采安全与经济指标,中深孔爆破参数优化是开采中的一大难题。以丰山铜矿为工程背景,采用理论经验公式与现场爆破漏斗试验相结合的方式,对采场中深孔爆破参数及孔网参数进行优化。研究结果表明:爆破漏斗试验的药包中心最佳埋深为0.60 m,对应的最佳爆破漏斗体积和炸药单耗分别为0.289 m^(3)和0.30 kg/t,最佳爆破漏斗孔间距为1.8 m。基于爆破相似律理论,结合爆破手册校验,获得孔径Φ64 mm上向扇形中深孔的爆破参数为最小抵抗线为1.3 m,中深孔排距为1.1~1.3 m,孔口距为1.3~1.5 m,孔底距为1.8~2.4 m,炸药单耗为0.31 kg/t(0.96 kg/m^(3))。按照高×宽为15 m×10 m的采场结构参数设计了中深孔的孔网参数,每排中深孔共有13个炮孔,炮孔总长度为106.7 m,总装药长度为78.6 m。研究成果可为类似矿山的爆破参数优化提供经验借鉴。

关键词：分段空场嗣后充填采矿法中深孔爆破参数优化爆破漏斗试验孔网参数

深部破碎矿体分段空场嗣后充填法采场结构参数优化

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金属矿山 2023年第8期 181-188页

作者：刘鹏鹏王贻明周科礼熊国雄石大庆北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 大冶有色金属集团控股有限公司湖北黄石435005

为确定深部破碎矿岩条件下采场合理结构参数,通过理论分析、现场测试以及数值模拟研究相结合的方法,对深部矿体采用分段空场嗣后充填法的采场结构参数进行分析与模拟。首先,通过对井下不同岩体进行取样实验与工程地质调查,获得不同岩体... 详细信息

为确定深部破碎矿岩条件下采场合理结构参数,通过理论分析、现场测试以及数值模拟研究相结合的方法,对深部矿体采用分段空场嗣后充填法的采场结构参数进行分析与模拟。首先,通过对井下不同岩体进行取样实验与工程地质调查,获得不同岩体的岩石力学参数与节理裂隙参数,采用RMR法与BQ法进行岩体分级,开展岩体质量评价,评估矿岩稳定性。其次,采用Mathews图法,确定了铜绿山铜铁矿现有赋存条件下的采场结构参数合理范围。最后,利用Flac3D三维数值模拟软件,对开采过程进行仿真模拟,结合采矿过程中的应力、应变等的变化,分析采场的稳定性,验证采场结构参数的合理性。

关键词：破碎矿体采场结构参数岩体分级 Mathews图法数值模拟

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丰山铜矿机械化盘区高效采矿方法优化

金属矿山 2023年第6期 40-44页

作者：石大庆王贻明张纯锋付琛张宏荣北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 大冶有色金属集团控股有限公司湖北黄石435005

丰山铜矿目前采用的点柱式上向分层充填法存在点柱损失矿量大、劳动强度大、安全条件差、生产效率低等缺点,已不再适应生产及经营需求。为降低矿石贫损,提高生产效率,结合2022年无轨设备及膏体充填更新改造计划,通过优化采准工程布置和... 详细信息

丰山铜矿目前采用的点柱式上向分层充填法存在点柱损失矿量大、劳动强度大、安全条件差、生产效率低等缺点,已不再适应生产及经营需求。为降低矿石贫损,提高生产效率,结合2022年无轨设备及膏体充填更新改造计划,通过优化采准工程布置和回采工艺,决定将采矿方法变更为上向进路充填采矿法,将其改造为安全高效的机械化盘区开采。北缘-380 m中段东部试验盘区原生产能力为200 t/d,通过优化设计生产能力达到950 t/d,回采效率显著提升,经济效益显著。

关键词：机械化盘区上向进路充填采矿法采准工程矿石贫损

Ag对精密铸造Be-Al合金组织的强化作用

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特种铸造及有色合金 2023年第1期43卷 126-128页

作者：黄旭刚刘兆刚张健康李军义李春生西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室

采用添加微量元素Ag的方式强化精密铸造高铍Be-Al合金的铸造性能。通过研究高Be铸造Be-Al合金的制备、腐蚀方法和SEM、EDS分析,从微观层面分析Ag在Be-Al合金中的分布与强化组织。开发出能够显示Ag强化组织的腐蚀方法,发现在高Be铸造Be-A... 详细信息

采用添加微量元素Ag的方式强化精密铸造高铍Be-Al合金的铸造性能。通过研究高Be铸造Be-Al合金的制备、腐蚀方法和SEM、EDS分析,从微观层面分析Ag在Be-Al合金中的分布与强化组织。开发出能够显示Ag强化组织的腐蚀方法,发现在高Be铸造Be-Al合金中,Ag在Be-Al界面和Al相中,局部富集形成了强化组织。

关键词：精密铸造高Be-Al合金银强化组织

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精密铸造Be-Al合金复杂支架铸件

特种铸造及有色合金 2022年第1期42卷 129-132页

作者：杨一群李军义王东新刘兆刚谢垚西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室宁夏石嘴山753000

以某航天卫星Be-Al合金支架为研究对象,设计其精密铸造工艺。基于华铸CAE软件对铸件的充型、凝固过程进行模拟,预判缩孔、缩松缺陷区域,分析缺陷原因。采用添加导气管与建立局部补缩通道,并控制型壳预热温度与浇注温度的方案,消除了裂... 详细信息

以某航天卫星Be-Al合金支架为研究对象,设计其精密铸造工艺。基于华铸CAE软件对铸件的充型、凝固过程进行模拟,预判缩孔、缩松缺陷区域,分析缺陷原因。采用添加导气管与建立局部补缩通道,并控制型壳预热温度与浇注温度的方案,消除了裂纹、冷隔缺陷,减少了缩松缺陷。研究表明,当型壳预热温度为775℃、浇注温度为1300℃时,采用优化浇注系统得到的铸件品质良好,无明显缺陷,铸态下铸件的抗拉强度为248.6 MPa,屈服强度为191.8 MPa,伸长率为2.10%,符合标准要求。

关键词：支架 Be-Al合金铸造缺陷

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元素添加强化铍铝合金研究现状

稀有金属 2021年第8期45卷 1010-1017页

作者：马晓波王东新胡侨丹李军义钟景明李奇宁夏大学物理与电子电气工程学院宁夏银川750021 稀有金属特种材料国家重点实验室宁夏石嘴山753000 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240

铍铝合金具有密度低、比刚度高、比强度高、热膨胀系数低及易加工等优良性能,在航空、航天工业、计算机制造业和汽车工业中有着重要的应用。铸造铍铝合金由于铍、铝两相熔点差异大、互溶度低、几乎没有金属间化合物,使得其微观组织具有... 详细信息

铍铝合金具有密度低、比刚度高、比强度高、热膨胀系数低及易加工等优良性能,在航空、航天工业、计算机制造业和汽车工业中有着重要的应用。铸造铍铝合金由于铍、铝两相熔点差异大、互溶度低、几乎没有金属间化合物,使得其微观组织具有显著糊状凝固特征,高熔点铍相作为颗粒相被低熔点基体铝相包裹,进而使得铍铝合金兼具铝基复合材料特征,在性能上兼具金属铍相的高强度和金属铝相的高韧性。加载时,应力主要集中在铍相上,应变主要分布在基体铝相上,断裂方式主要为界面脱开和铍相解理断裂,宏观上呈现出高强度低塑性。针对这一问题的解决策略主要有强化铝相、增强界面结合和增韧铍相。元素添加可改善合金微观组织、实现组织强化和增韧。本文对铍铝合金中添加元素的种类、数量和作用进行综述,并详细讨论了添加元素对铍铝合金的强化机理。研究结果对开展铍铝合金强化研究具有重要的参考意义。

关键词：铍铝合金添加元素强化

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热等静压用半球形钢包套的拉深模具设计

模具技术 2022年第1期 28-32页

作者：王春武范雨昳刘宁周凯温晓立李军义西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室宁夏石嘴山753000

热等静压HIP是铍材成型生产的重要组成部分。简述了热等静压用半球形钢包套的工艺要求,提出了使用冲压拉深模具加工半球形包套的加工方法,讲述了包套拉深模具的设计,着重讲述了模具设计的要点,以及包套的使用效果。

关键词：包套拉深模具

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铸造铍铝合金的氩弧焊技术

焊接技术 2023年第7期52卷 49-52页

作者：王春武谢垚李军义周凯刘宁范雨昳西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司稀有金属特种材料国家重点实验室宁夏石嘴山753000

利用氩弧焊对铍铝合金产品进行焊接,探索铍铝合金的氩弧焊技术,以确定焊接电流、焊接速度、焊丝选用等主要因素,并且实现产品焊接及焊后热处理,进而可解决焊接热裂纹、气孔、塌陷、未焊透等铍铝合金焊接缺陷,其焊缝强度与母材的相当。... 详细信息

利用氩弧焊对铍铝合金产品进行焊接,探索铍铝合金的氩弧焊技术,以确定焊接电流、焊接速度、焊丝选用等主要因素,并且实现产品焊接及焊后热处理,进而可解决焊接热裂纹、气孔、塌陷、未焊透等铍铝合金焊接缺陷,其焊缝强度与母材的相当。文中开展焊接件性能、内部组织及焊接机理研究,以初步形成关于铍铝合金焊接的基础理论。

关键词：铸造铍铝合金氩/氦弧焊焊接电流热处理焊丝