李光
- 作品数：11 被引量：70H指数：6
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- 相关领域：矿业工程建筑科学交通运输工程机械工程更多>>
- 高地应力破碎围岩巷道变形破坏特征及支护方式研究被引量：15
- 2020年
- 巷道支护一直是阻碍矿山安全、高效开采的难题,特别是在深部高地应力区,如何通过合适的支护手段控制巷道的变形,已成为国内外学者们特别关注的工程问题。针对金川二矿区高地应力破碎围岩这一特殊的地质条件,采用现场调查与数值模拟计算相结合的方法,对研究区巷道变形破坏特征和8种不同支护方式效果进行了研究。结果表明:(1)研究区巷道的变形破坏模式可划分为6种,分别为偏压变形、顶板下沉、顶板开裂、底鼓、边墙开裂和片帮,其中片帮是最常见的一种破坏模式;(2)研究区巷道的变形破坏具有3个特征,分别为最大主应力主导性、大变形和显著的时间效应;(3)在支护方式中增加U钢支架、补充底部支护、增大锚杆长度及减小锚杆间排距几种方法均能不同程度地改善支护效果。其中,增加U钢支架和底部喷锚网支护效果最显著,可以减小约70%的巷道变形量和塑性区;增大锚杆长度能更好地控制巷道的变形和整体稳定性,但优化效果不显著;减小锚杆间排距有利于巷道各部位变形和塑性区的控制,密集的锚杆布置能够有效改善围岩的完整性,且降低锚杆排距的支护效果更好。该项研究成果为金川矿区以及具有相似地质条件的地下工程支护问题提供了借鉴。
- 李光李光马凤山郭捷赵海军寇永渊赵金田
- 关键词：高地应力破碎围岩巷道变形破坏支护方式金川矿区
- 金川二矿区+1000m中段水平矿柱回采方法研究被引量：9
- 2020年
- 针对金川镍矿二矿区+1000 m中段开采实际,利用ANSYS建立大型三维数值模型,基于FLAC3D进行数值模拟计算,对+1000 m中段水平矿柱回采期间充填体及地表的应力和位移变化趋势进行分析,综合评价了二矿区+1000 m水平矿柱回采期间充填体的稳定性。研究结果表明:(1)在回采过程中,应力显现明显,上下盘累积位移量较大;当水平矿柱厚度为20~30 m时,矿柱应力变化显现剧烈,最大主应力值达到峰值;(2)充填体是从围岩接触带部分开始破坏,向充填体中央发展,靠近上盘的充填体比靠近下盘的充填体破坏严重;(3)提出了2种回采方案,并进行了对比分析,结果显示在回采过程中,应力显现明显,上下盘累积位移量较大,2种方案均未出现大面积坍塌灾变的现象。通过对比综合应力和位移变化曲线可知:方案二优于方案一,但2种方案在回采矿柱末期均面临着水平矿柱大面积塑性破坏和局部失稳的危险。
- 寇永渊李光李光邹龙马凤山
- 关键词：金川矿区矿柱稳定性
- 金川二矿区地应力特征及其对巷道变形破坏的影响研究被引量：12
- 2021年
- 随着地下工程建设不断向地球更深处发展,高地应力已成为影响深部巷道围岩稳定性的关键因素。针对金川二矿区高地应力问题,总结研究区地应力分布特征,采用离散元数值方法计算了3种不同地应力条件下巷道围岩的变形破坏过程。所得主要结论包括:(1)研究区地应力分布离散性较强,已测最大主应力多数为水平方向,但随着埋深的增加,竖直主应力逐渐接近水平主应力;(2)均质围岩巷道变形模式主要为顶板下沉和底鼓,变形主要依靠塑性流动,高地应力未改变巷道围岩变形模式,但加剧了其破坏程度;(3)在以水平地应力为主导的条件下开挖巷道,应加强顶、底板的支护,且塑性变形往往具有显著的时间效应,施工中应对巷道变形进行周期性监测。
- 李光李光马凤山郭捷邹龙
- 关键词：高地应力深部巷道PFC支护措施
- 三山岛金矿海底开采井下沉降特点及影响因素浅析
- 2023年
- 三山岛金矿新立矿区是我国首例实施海底开采的金属矿山。为了研究新立矿区井下矿体围岩变形破坏特征,以与矿体走向垂直的55号勘探线为监测剖面,通过布设井下四等水准监测系统,对55号勘探线剖面内不同深度开采中段巷道顶板围岩的垂直位移进行了长期监测。分析结果表明:(1)海底不同深度各中段矿体开采引起的变形均表现为对上盘岩体的影响范围大,而对下盘岩体影响范围小,越靠近矿体(或控矿断层F_(1))部位,顶板围岩的下沉量越大;(2)各中段的累积沉降量曲线总体上表现为不对称漏斗形,其中较浅部的-200 m中段与-240 m中段累积沉降量曲线底部较为平缓,呈近似“锅”状,而深部的-320 m、-400 m、-480 m和-600 m中段沉降曲线呈“漏斗”状;(3)新立矿区矿体厚度、开采深度、开采强度、围岩岩性、围岩岩体结构以及充填效果是影响海底倾斜矿体开采围岩变形的因素,其中,矿区内控矿断层F_(1)的存在直接影响围岩变形曲线的形态。
- 张国栋刘佳刘佳李光马凤山
- 关键词：三山岛金矿海底开采影响因素
- 三山岛金矿地面沉降特征及原因分析
- 2023年
- 地面沉降作为一类缓变型地质灾害,可对人们的生产生活造成重要影响。三山岛金矿自2012年9月在地下采矿影响范围内建立全球定位系统(GPS)并监测地面沉降以来,监测到明显的地面沉降现象。分析结果表明:(1)多年来,研究区内地面沉降范围变化趋势较一致,沉降盆地分布于矿体的上盘区域,沉降盆地的形态由最初的近似圆形发展到后期的椭圆形,并沿矿体上盘方向发展演化;(2)沉降等值线在靠近F_(1)控矿断裂一侧较密集,而在远离F_(1)断裂一侧较稀疏,随着时间的推移,沉降中心区域的累积沉降值越来越大,根据累积沉降曲线斜率的变化情况,可将累积沉降量曲线划分为3个阶段;(3)三山岛金矿地面沉降的采矿影响因素主要有矿体赋存形态、埋深、地应力环境、断层活动和充填采矿方式等,而非采矿影响因素可归纳为人为社会因素,即由于采矿经济发展,建筑物增多,以及抽排地下水等,致使地面沉降现象也会有所加重。
- 何玉龙刘佳刘佳李光马凤山
- 关键词：三山岛金矿地面沉降影响因素
- 大尺寸工程模型试验中的相似材料配比试验研究被引量：13
- 2020年
- 大型物理模型试验是研究复杂工程问题的重要方法,如何快速、准确地确定相似材料配比是试验中至关重要的一环.为降低试验成本、简化试验步骤、充分调用原料性能,采用河砂、水泥和石膏这三种最普通的原料,以骨胶比(河砂与水泥石膏的质量比)和水膏比(水泥与石膏的质量比)为变量,进行了45组对比试验,对相似材料的物理及动、静力学参数进行了研究.获得了以河砂、水泥和石膏为原料配制的相似材料各物理量的变化区间;探讨了骨胶比和水膏比对相似材料各物理量的控制作用,并对比了其敏感性;基于多元线性回归分析建立了各因素与物理量间的定量关系,得到的拟合公式能较好地描述相似材料的性质.
- 李光马凤山马凤山郭捷
- 关键词：物理模型试验多元线性回归
- 金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究被引量：17
- 2018年
- 巷道支护问题一直是矿业工程中的难题,特别是在深部软岩巷道中,能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。"双层网锚喷+U型钢拱架"联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案,为了解该方案的支护效果,在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段,采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法,对该试验段巷道的支护效果进行评价,并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明:(1)在当前支护条件下,巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制,但底鼓问题严重,最大位移可达110 cm;(2)针对当前支护方案的薄弱环节,提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施;(3)设计了一组参数优化方案,并对其支护效果进行了数值模拟分析,认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形,并弥补原支护方案的缺陷。
- 李光李光马凤山刘港郭慧高郭捷
- 关键词：巷道支护金川矿区参数优化软岩巷道深井巷道
- 一种节理围岩巷道开挖物理模型试验方法及其应用被引量：4
- 2021年
- 物理模型试验是研究矿山巷道开挖稳定性问题的重要方法,特别是对于深部节理岩体相似模型的制作,难度高,周期长,工艺复杂。为解决这一技术难题,提出了一套节理围岩巷道开挖的物理模型试验方法,依托金川矿区典型的菱块状围岩巷道进行了试验,详细介绍了模型搭建和开挖过程,并将模型试验与现场调查结果进行了对比,主要得到以下几点结论:(1)提出了一种浇-砌混合搭建方法,在模型内圈采用砌块堆砌的方式,外圈选择浇筑的方式,既能体现出节理围岩的结构特征,又能提高试验效率;(2)自主研制了一种巷道开挖装置,通过螺旋牵引拉出预埋模具的方式完成开挖,巷道成型好,扰动小;(3)以金川矿区巷道为原型进行的物理模型试验,真实还原了工程中巷道的变形破坏特征,证明了该方法的科学性、实用性和高效性,为类似模型试验的设计和制作提供了技术参考。
- 李光李光马凤山郭捷黄业强刘爱民
- 关键词：节理岩体巷道开挖物理模型试验金川矿区
- 金川矿区深部巷道开挖损伤数值模拟研究被引量：6
- 2021年
- 在地下深处开挖巷道会诱发应力的急剧调整,无疑会使围岩产生不同程度的损伤。开挖的动态作用虽然持续时间较短,但造成的损伤为后续时效变形和工程扰动影响下的失稳破坏提供了基础条件。为了能够得到开挖作用引起的金川矿区深部巷道损伤区演化规律,从而对巷道损伤破坏进行针对性的防治,本文基于矿区的实际巷道埋深和岩体结构种类,采用等效开挖模拟方法和非均质模型进行了巷道开挖损伤问题的数值模拟研究。模拟结果揭示了在不同水平和岩体结构条件组合情况下开挖损伤区的演化过程和规律。根据研究区巷道的损伤破坏规律,本文提出了深部巷道开挖损伤演化的5种模式,并揭示了各种模式的诱发条件、表现特征、力学机制及发展趋势。相关认识和结论期望为理论和工程实践提供一定的借鉴和参考。
- 孙琪皓马凤山万洋万洋郭捷
- 关键词：深部巷道离散元
- 海底采矿覆岩变形破坏特征及临界开采上限的物理模拟试验研究被引量：2
- 2021年
- 海底赋存大量未开采的矿产资源,利用前景广阔。与陆地采矿相比,海底采矿受上覆水体威胁巨大。因此,准确掌握采空区上覆围岩变形破坏规律,设置合理的顶部预留隔水矿柱,对海下采矿工程安全、高效生产具有重要意义。本文以山东三山岛金矿新立矿区这一典型的海底矿床为研究对象,基于滨海矿山复杂的工程地质特征,采用室内地质力学模型试验的方法,重现了海下充填开采过程,阐明了动态开采条件下海底矿山采空区围岩变形破坏规律和特征。试验结果表明,三山岛新立矿区的临界开采高度为-85 m,顶部预留隔水矿柱的最小厚度为50 m。若开采超过该临界值,采空区和顶部含水层将发生贯通性破坏,其失稳模式为断层活化。研究成果可为新立矿区预留矿柱高度的选取提供理论基础,也可为相似地质条件下矿山安全开采提供参考。
- 李光李光马凤山马凤山赵海军
- 关键词：相似模型试验
