›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (6): 1744-1751.doi: 10.16285/j.rsm.2015.06.028

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

主溜井冲击损伤机制分析及实测验证

罗周全1,陈 杰1, 2,谢承煜1,汪 伟1,刘晓明1   

  1. 1. 中南大学 资源与安全工程学院,湖南 长沙 410083;2. 中国人民解放军96317部队,江西 宜春 336000
  • 收稿日期:2014-01-10 出版日期:2015-06-11 发布日期:2018-06-14
  • 通讯作者: 陈杰,男,1987年生,硕士,主要从事岩石力学、岩土工程稳定性分析、灾害控制与安全预警的理论与技术方面的研究工作。 E-mail: csuchenjie@126.com E-mail:lzq505@hotmail.com
  • 作者简介:罗周全,男,1966年生,博士,教授,博士生导师,主要从事矿床深井开采与安全预警数字化理论与技术方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家“十二五”科技支撑计划课题(No.2012BAK9B02-05);中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(No.2014zzts262);中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放研究基金资助项目(No.11KF02)。

Mechanism of impact-induced damage of main chute and its experimental validation

LUO Zhou-quan1,CHEN Jie1, 2,XIE Cheng-yu1,WANG Wei1,LIU Xiao-ming1   

  1. 1. School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410083, China; 2. 96317 Unit of People’s Liberation Army, Yichun, Jiangxi 336000, China
  • Received:2014-01-10 Online:2015-06-11 Published:2018-06-14

摘要: 为准确判断溜井受矿石冲击的损伤情况,基于影响溜井的损伤因素,构建了溜井受矿石冲击的损伤理论模型,并据此运用MATLAB计算获得矿石对溜井冲击的冲量分布。采用MADIS-FLAC3D数据耦合技术建立溜井冲击损伤数值模型,揭示了溜井冲击损伤的分布规律。综合运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件SURPAC,实现了对溜井垮塌三维信息的准确获取及可视化,并对所建立模型的计算分析结果进行了验证。结果表明:(1)根据溜井冲击损伤模型计算得到溜井受冲击的范围标高为-265.83~-292.28 m,冲量在此区间呈现先增大后减小的规律,在标高为-272.88 m处达到最大,为13.52 kN?S;(2)通过数值模型分析得到溜井受矿石冲击一侧在标高为-264.12~-294.88 m区间段发生了位移变化,并在相应区间段形成一定范围的塑性区,说明矿石冲击破坏了此处溜井围岩的稳定性;(3)数值分析得出的最大位移监测值出现的位置与探测模型垮塌区域的最大断面标高一致,实际探测获得的溜井垮塌最严重区域形态与数值模拟确定的塑性区相吻合。

关键词: 溜井, 冲击载荷, 损伤模型, 数值模拟

Abstract: To accurately estimate the damage of chute under ore impact, a theoretical model is developed for describing the damage of the chute considering the influential factors of chute damage. The impulse distributions induced by ore impact on chute are obtained with MATLAB. Based on the MADIS-FLAC3D data coupling technique, a numerical model of chute is developed and used to analyze the distribution of chute damage. Combining the capacity monitoring system (CMS) and the 3D software SURPAC, the 3D information relating to chute collapse has been effectively determined and visualized, and the proposed procedure is validated. It is shown that (1) the range of impact calculated with the proposed model is at the elevations from -265.83 m to -292.28 m; and in this zone, the impact momentum increases firstly, then decreases, and reaches its peak value 13.52×103 N?S at the elevation -272.88 m; (2) the displacement occurs in the zone from the elevations -264.12 m to -294.88 m under the ore impact, where a plastic zone is formed, indicating that the stability of surrounding rock in this section has been degraded; (3) the location of the maximum measured displacement is close to the position of the maximum cross-section of collapse area from the monitored results. The shape of the most serious collapse area of chute from monitoring agrees with the plastic zone determined by the numerical analysis.

Key words: chute, impact loading, damage model, numerical analysis

中图分类号: 

  • TU451
[1] 李翻翻, 陈卫忠, 雷江, 于洪丹, 马永尚, . 基于塑性损伤的黏土岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 132-140.
[2] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[4] 闫国强, 殷跃平, 黄波林, 张枝华, 代贞伟, . 三峡库区巫山金鸡岭滑坡成因机制与变形特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 329-340.
[5] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[6] 金爱兵, 刘佳伟, 赵怡晴, 王本鑫, 孙浩, 魏余栋, . 卸荷条件下花岗岩力学特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 459-467.
[7] 韩征, 粟滨, 李艳鸽, 王伟, 王卫东, 黄健陵, 陈光齐, . 基于HBP本构模型的泥石流动力过程SPH数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 477-485.
[8] 吴锦亮, 何吉, . 岩质边坡动态开挖模拟的复合单元模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 535-540.
[9] 吴凤元, 樊赟赟, 陈剑平, 李军, . 基于不同侵蚀模型的高速崩滑碎屑 流动力过程模拟分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3236-3246.
[10] 孙峰, 薛世峰, 逄铭玉, 唐梅荣, 张翔, 李川, . 基于连续损伤的水平井射孔-近井筒三维破裂模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3255-3261.
[11] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[12] 金俊超, 佘成学, 尚朋阳. 基于应变软化指标的岩石非线性蠕变模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2239-2246.
[13] 张 聪, 梁经纬, 阳军生, 曹 磊, 谢亦朋, 张贵金, . 堤坝脉动注浆浆液扩散机制及应用研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1507-1514.
[14] 严 健, 何 川, 汪 波, 蒙 伟, . 高地温对隧道岩爆发生的影响性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1543-1550.
[15] 李世俊, 马昌慧, 刘应明, 韩玉珍, 张 彬, 张 嘎, . 离心模型试验与数值模拟相结合研究 采空边坡渐进破坏特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1577-1583.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘 晓,唐辉明,刘 瑜. 基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3399 -3405 .
[2] 胡大伟,周 辉,谢守益,张 凯,邵建富,冯夏庭. 大理岩破坏阶段Biot系数研究[J]. , 2009, 30(12): 3727 -3732 .
[3] 师旭超,韩 阳. 卸荷作用下软黏土回弹吸水试验研究[J]. , 2010, 31(3): 732 -736 .
[4] 朱建明,彭新坡,姚仰平,徐金海. SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用[J]. , 2010, 31(9): 2987 -2990 .
[5] 原喜忠,李 宁,赵秀云,杨银涛. 东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析[J]. , 2010, 31(10): 3265 -3272 .
[6] 白 冰,李小春,石 露,唐礼忠. 弹塑性应力-应变曲线的斜率恒等式及其验证和应用[J]. , 2010, 31(12): 3789 -3792 .
[7] 唐利民. 地基沉降预测模型的正则化算法[J]. , 2010, 31(12): 3945 -3948 .
[8] 李占海,朱万成,冯夏庭,李绍军,周 辉,陈炳瑞. 侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究[J]. , 2010, 31(S2): 434 -441 .
[9] 蔡辉腾,危福泉,蔡宗文. 重庆主城区粉质黏土动力特性研究[J]. , 2009, 30(S2): 224 -228 .
[10] 宋 玲 ,刘奉银 ,李 宁 . 旋压入土式静力触探机制研究[J]. , 2011, 32(S1): 787 -0792 .