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第一篇矿山工程技术论文范文参考：数字化露天矿虚拟开采模型构建技术及应用研究
数字化露天矿虚拟开采,就是在真三维环境下,满足矿山工程发展的几何约束条件,按照开采程序、开采方法,通过对地层实体的剖切,确定工程位置,计算工程量,进行矿山生产决策.实现露天矿虚拟开采,必须构建露天矿三维地形模型、三维地质实体模型、露天矿采场模型、参数化开采模板模型和采、剥工程分类算量模型等.对多维空间数据进行集成动态分析处理的构模技术,是实现露天矿在三维虚拟环境下进行模拟开采的关键,也是国内外学术界和工程应用面临研究的技术难题.
本文针对目前数字化露天矿虚拟开采构模技术存在的问题和不足,利用三维地学模拟(3D Geoscience Modeling,简称3DGM)技术,主要研究了地质建模的空间插值参数优化选择方法、考虑露天矿地形特征的DEM快速构模方法及大范围地形局部更新方法、不规则地质实体构模技术、露天矿地形地质实体模型耦合技术以及在三维虚拟环境下实现露天矿模拟开采的相关技术和方法.
通过研究提出了一种顾及台阶属性的露天矿DEM数据分块生长算法和适应于大范围三角网的局部更新方法,提出了不规则体包络面模型的拓扑关系构建技术,及利用SAT文件映射还原导入技术快速创建不规则地质实体模型的构模方法,参数化构建反映矿山工程发展状态及几何约束关系的开采模板,提出利用层间组合和定位显示技术驱动开采模板、动态切割实体模型的露天矿虚拟开采方法,研发了一套数字化露天矿虚拟开采辅助设计系统,该系统使矿山工程技术人员在一个真三维环境中,利用三维可视化模拟开采技术,以“人机交互”方式进行露天矿开采设计、生产计划编制及生产决策,并在多个露天矿山企业得到了推广使用.
第二篇矿山工程技术论文样文：大冶铁矿井下开采巷道围岩稳定性分析及控制技术研究
深部岩体所受地应力是巷道围岩变形所处的大环境,同时岩体的结构、岩性、岩体的强度等自身指标因素影响围岩变形的大小,还有节理、裂隙、断层控制着围岩变形.这些构造的切割作用把岩体分割成连续又不连续的岩体,使得岩体本身的受力变成了多场(应力场,温度场,渗流场)与多相(气,液,固)影响下的地质构造和工程结构相互作用的耦合问题.所以说围岩变形综合反映了开挖后围岩形态的变化,也是巷道稳定性的直观依据,而支护设计是控制变形的基本手段.巷道围岩位移按时间历程分为三部分；(1)断面开挖时瞬间产生的弹性位移；(2)荷载释放产生的弹性或弹塑性位移；(3)释放荷载达到最大而保持不变的情况下,时间效应产生的粘弹性位移.实际测量面滞后于开挖面,因此实践测量所得的收敛量是部分的,主要是第三部分.因此,分析围岩变形原因及其机理,合理适时进行支护是确保巷道稳定的核心,也是保证矿山安全正常生产的关键.目前主要从现场监测,相似材料模拟实验,计算机数值模拟计算和理论分析等手段对围岩变形进行研究,分析围岩变形机理,以达到合理支护和准确预测的效果.
大冶铁矿尖林山Ⅱ号矿体上盘围岩为变质闪长岩,矿岩接触带破碎,被列为不稳定的Ⅵ类区和极不稳定的V类区.从-20m水平开始,上盘巷道及其附近矿岩出现地压活动,巷道垮塌,使得一部分矿石无法回收；-30m水平对应部分也出现类似情况；1993年下半年,采矿进入-40m水平,-40m水平对应部位的上盘巷道出现明显的裂纹和局部冒落,垮塌围岩砸坏凿岩台车,堵塞运输巷道；1996年后,-50m水平、-60m水平,包括龙洞采区的-62m水平、-74m水平均不同程度出现了进路巷道垮塌、运输巷道大面积垮塌现象.
大冶铁矿矿床赋存在裂隙带内,矿岩接触带的稳定性差,掘进与支护困难,以及矿山工程技术人员与工人对复杂岩体开挖的力学性态特别是变形与破坏规律的认识不清楚,矿山开采存在重大安全隐患.为了做好井下的安全生产,杜绝井下巷道重大伤亡事故的发生,不断提高劳动生产率,必须对地下岩体的地质特性、岩体的稳定性、巷道围岩变形与破坏机理进行深入研究.因此,论文结合《大冶铁矿井下开采不稳定区域采场巷道稳定性控制及支护方法研究》项目,以大冶铁矿主要在用巷道围岩为研究对象,运用资料收集、现场调查、理论分析、室内试验、数值模拟和现场测试等方法,揭示巷道围岩失稳机理和影响巷道围岩稳定性的因素,分析不稳定区域巷道围岩变形规律(交叉巷道、矿岩接触带处巷道和粉矿巷道)、微观失稳机理及控制方法,开发喷锚支护设计智能系统,为大冶铁矿井下开采的施工提供理论依据和技术支持,研究成果具有较为重要的理论和工程应用价值.
论文系统开展了大冶铁矿井下开采巷道围岩稳定性分析及控制技术研究,主要完成了以下工作：
1.研究区工程地质条件和岩石物理力学性质研究
(1)在系统分析研究区工程地质特征和现场工程地质勘查基础上,确定了大冶铁矿井下开采巷道不稳定区域为巷道交叉点、矿岩接触带及粉矿地带.
(2)通过对尖林山-60水平6#、8#和13#进路进行岩体节理裂隙调查,可知节理裂隙存在着以下分布规律：
a.6#进路的节理走向在130°,-160°,之间分布较多,在1350方向的节理裂隙数量最多；优势节理组有两组,即S1：76/229,S2：28/255,以急倾斜节理为主,700-800占50%,平均间距5.7条/m,
b.8#进路的节理走向主要集中在115°,～130°,之间,近似于正态函数分布；有一组优势节理组,即S1：44/011,节理倾角分布范围较广,主要以倾斜、急倾斜为主,平均间距4.2条/m,
c.13#进路的节理走向主要集中在25°,方向上和115°,～135°,之间；有两组优势节理组,即S1：69/043,S2：85/030,以急倾斜节理为主,平均间距3.8条/m：
d.节理裂隙除几处张开度很大外,其他的张开度一般都很小,延展性较差.节理裂隙中的充填物也很少,调查发现的节理裂隙充填物有方解石、绿泥石.
(3)通过现场岩石取样测定获得了岩石物理力学参数；试验得到的蚀变闪长岩的平均单轴抗压强度为98.8MPa,所测得的弹性模量的平均值为4.42×,104MPa,获得了变质闪长岩的应变值以及泊松比,为后续的研究打下了良好的基础.
(4)矿岩体声波特性现场测试表明：尖林山采区-60m回采进路两帮围岩松动圈范围大致在1.80m左右,现场矿体的纵波平均速度大致为4035.50m/s；龙洞采区-62m水平巷道两帮围岩松动圈范围在2.40m左右,现场大理岩组岩体的纵波平均速度为3625.90m/s；根据研究区巷道松动圈松动范围为1.80-2.40m,可大致计算出研究区巷道锚杆支护长度可参考设计为2.10-2.80m.
2.巷道围岩失稳机理分析
(1)巷道围岩主要的失稳形式：拉断破坏、局部落石破坏、剪切破坏与复合破坏、重剪破坏、潮解膨胀破坏、岩爆破坏.
(2)影响主导围岩的稳定性因素：围岩地应力、地下水、岩体的完整性、围岩材料的质量、巷道断面以及综合因素.
(3)影响巷道围岩稳定性的主要指标：围岩成分及其结构构造是影响围岩稳定性的基本因素；构造结构面发育特征是影响围岩稳定性的主导因素；围岩稳定性的控制因素受围岩风化程度和蚀变程度的影响；确定巷道围岩的稳定性基本因素之一是巷道埋深；地下水存在对围岩稳定性也有一定的影响；巷道跨度影响巷道围岩应力状态,对巷道支护设计指标选取有影响；爆破扰动易引起相邻巷道的围岩松动、开裂或失稳破坏.
3.不稳定区域巷道失稳数值模拟
(1)不合理的开挖及支护顺序是影响交叉巷道失稳的重要因素,通过对不同类型交叉巷道开挖过程的数值模拟研究得出以下规律：
a.对十字形、Y字形交叉巷道开挖数值模拟分析可知：交叉巷道选取不同的开挖顺序,巷道周围岩体的应力和巷道产生的应变不同.交叉巷道的开挖应该选择巷道开挖以后产生的变形量小、应力集中少的顺序为最优开挖顺序.开挖完一条巷道后要先对其支护,然后再开挖与其相交的巷道.
b.巷道围岩的变形特征明显与施工过程相关.因此,在设计和施工交叉巷道时必须分析各个加、卸载过程,对比不同加、卸载顺序而导致的巷道塑性区范围、应力分布结果以及巷道围岩位移变形情况,选择最佳的卸载开挖顺序,从而采用优化的施工方法与优化的支护措施,以保证巷道交叉点在施工期和运营期的安全稳定.
(2)矿岩接触带巷道围岩失稳特点及机理
a.在研究区当前的采区分段水平和巷道断面尺寸形状下,大部分巷道和围岩可以保持自稳,虽然掘进后会产生次生应力场,但对于以铁矿石、大理岩、闪长岩等各种硬岩为主的采区备采巷道来说,这些硬岩本身的强度足以抵抗掘进后引起的附加应力.
b.在矿岩接触带等岩性弱结构位置发生的破坏一般为沿着接触带层位的剪切破坏,相对巷道中心线不对称；局部巷道两帮会发生轻微的片帮,应力集中区随着塑性区的出现从岩壁向纵深转移,如果应力集中的强度超过围岩屈服强度,这个时候将产生新的塑性区,于是塑性区将随着新的塑性区的出现不断向纵深发展.
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(3)因为粉矿结构松散,物理力学性质差,强度低,因此对巷道围岩的稳定性极其不利.
(4)尖林山采区巷道稳定性数值模拟计算表明：巷道交差点以及矿岩接触带是巷道应力集中的主要区域,数值计算结果与课题组现场调查所确定的研究区不稳定区域基本吻合.进行不稳定区域巷道失稳机理的深入分析可为巷道稳定性支护提供可靠依据
4.井下开采巷道围岩稳定性控制技术
(1)不稳定区域巷道围岩稳定性控制技术
a.在实际工程实践中,可以采用数值模拟分析方法,以确定交叉巷道的最优开挖顺序,确保巷道开挖后的稳定性,并对其进行支护设计,避免生产巷道的失稳垮塌,保证生产安全高效进行,提高矿山经济效益与社会效益.
b.锚杆加固对减少剪切和拉伸破坏的效果明显.喷混凝土对减少拉伸破坏优于锚杆支护,但在抵抗剪切破坏方面明显不如锚杆有效.锚喷联合支护下优势互补,剪切和拉伸破坏区以及围岩塑性区均有一定程度的减少.
c.采用超前支护方法.粉矿中的巷道掘进程序一般是：可以考虑在稳定性较好的地段直接掘进后进行临时支护,而在粉矿地段则必须采用超前支护,也就是首先将若干矿用工字钢插入掌子面顶部沿巷道走向,随后掏挖出矿石,安设临时支护紧接其后.
d.优化粉矿巷道支护型式及结构尺寸.根据粉矿巷道围岩受力特点,增加巷道稳定性可以采用曲墙替代直墙,增加墙厚,增加底拱以及改善配筋这些方法.在粉矿巷道中,锚杆对顶拱的加固作用是有限的,若设计合理的锚杆参数,则对侧墙加固有一定效果.
e.增加粉矿巷道稳定性的关键是改善施工方法.采用以下措施可以有效的避免初期冒落的产生和大的空隙发生在围岩与支护结构之间：在支护结构与围岩之间采用注浆和混凝土回填密实；改善似块状结构粉矿爆破参数,并减少扰动,最后喷射喷射混凝土；注浆小导管、管棚等超前支护措施可用在粉矿状结构和粉块夹杂状结构粉矿上.
(2)根据所分析的影响巷道围岩稳定性的因素,以及研究了分类指标选取的目的和原则,从单轴抗压强度Rc、结构面隙壁状态以及实测RQD值三个指标对大冶铁矿研究区的巷道围岩的稳定性进行了分类选取,确定了大冶铁矿特征围岩作为神经网络学习的样本.通过利用神经网络非线形和具有学习与记忆功能,运用训练样本训练网络结构,最终建立了巷道围岩稳定性的神经网络识别模型.运用神经网络对巷道围岩稳定性进行了分级.
(3)进行了基于间接工程类比和整体加固设计计算的巷道喷锚支护设计的智能系统的研究,并利用Visual Basic6.0开发设计了此系统.
(4)阐述了巷道围岩注浆与岩体锚注加固的作用,并根据大冶铁矿不稳定区域采场的实际情况,对注浆材料和锚注设备进行了选择,对巷道锚注施工方法进行了介绍.
论文综合运用岩体力学、弹塑性力学、非连续介质力学、地下工程、工程地质学及现代数学、计算机编程等学科的相关理论,着力分析大冶铁矿井下开采巷道围岩稳定性,开发设计喷锚支护智能系统.论文选题具有多学科交叉、涉及面广等特点,同时课题研究面向我国国民经济建设需要,为大冶铁矿井下开采的施工提供理论依据和技术支持,研究成果具有较为重要的理论和工程应用价值.
综合分析国内外已有研究成果,论文在以下两个方面具有创新性：
(1)综合运用解析方法和数值方法研究了大冶铁矿井下开采巷道围岩破坏规律和失稳机理.基于数值模拟方法确定了交叉巷道的最优开挖顺序,分析了矿岩接触带处巷道与岩性弱结构巷道围岩失稳特点及机理.
(2)运用Visual Basic6.0开发设计了巷道喷锚支护智能系统.基于知识的人工智能程序,遵循支护设计的工程类比法和解析设计法的思想,利用神经网络的非线形和学习记忆功能,运用训练样本网络结构,确定了神经网络识别模型；运用神经网络对巷道围岩稳定性进行了分级,基于间接工程类比和整体加固设计计算,运用Visual Basic6.0开发设计了巷道喷锚支护智能系统.
论文在研究矿山井下开采巷道围岩破坏规律、失稳机理及控制技术等方面取得了一些进展,然而在实际工程中,岩体所处的地质环境及其本身的内部结构是很复杂的,若要更深入地了解井下开采巷道围岩破坏规律和失稳机理,以下几个方面的问题有待进一步研究：
(1)在运用数值模拟方法对矿岩接触带处巷道失稳机理分析时,忽略了周边巷道的影响,而矿岩接触带处巷道围岩的稳定性会受到周边巷道卸压的影响,因此在进行数值模拟时,造成了边界条件的不均匀性.
(2)关于矿山井下开采巷道围岩破坏规律与地质构造、矿山压力、开采空间之间的关系有待进一步研究,探讨共同作用机理.
(3)本文在运用三层MBP神经网络模型进行回采巷道围岩稳定性的
第三篇矿山工程技术论文范文模板：采矿业安全经济贡献率测算及安全投入的社会分工
引起采矿业事故频发的原因是多方面的,其中安全投入不足是主要原因之一.安全投入不足应是矿山企业界缺乏或曲解对安全投入及其在采矿业经济发展中的贡献的认识.安全工作在采矿业生产经营活动中的地位是由其本身的价值所决定.目前对于安全投入在采矿业生产经营活动中的效益大小尚无量化定论,国内外有关安全投入与安全经济效益的研究主要集中于定性分析,此外,由于安全性投入与生产性投入的渗透性、安全投入的超前性与安全效益的滞后性和安全投入的价值指标的不明确性等,一些矿山企业视安全投入为不可收回的“沉没成本”,未按技术规范要求进行安全投入.因此,对安全投入及其效益进行定量分析对正确认识安全投入及其作用有非常重要的理论价值和现实意义.
本文针对采矿业生产现有安全投入及安全效益问题,结合采矿业安全生产的特殊性,采用安全性理论和安全经济学理论,研究了采矿业生产安全性指标体系,从安全经济学角度给出采矿业安全经济贡献率的定义,运用协整理论和动态建模方法,研究包含生产安全性因素的中国采矿业生产函数模型和中国采矿业安全经济贡献率,运用博弈论,分析采矿业生产安全性投入的社会分工.取得的主要研究成果与结论有:
①从经济学角度定义了安全经济贡献率.安全经济贡献率定义为在国民经济增长中安全效益增长所占的份额.即:安全经济贡献率等于安全效益年平均增长/经济增长×,100%.安全经济贡献率能反映出资本和劳动投入的规模和质量,其大小取决于经济增长速度和生产安全性速度之间的关系.
②利用事故致因理论、事故的本质特征、本质安全化方法以及事故死亡原因重要度等分析方法,从安全生产在经济增长中的作用、发达国家安全投入特点、中国采矿业安全投入现状以及安全生产的方法和影响因素等方面分析了影响经济增长的生产安全性因素,构建了表征采矿业生产安全水平的生产安全性指标体系.该体系包括了矿山万元产值固定资产投入、矿山万人工程技术人员配备水平、矿山万人管理人员配备水平、采掘机械化程度、采矿业安全生产环境水平、采矿业技术研发能力等6个方面的因素.从1991～2009年间采矿业生产安全性指数的数据特征和图形分析的结果表明,新构建的生产安全性指数体系较好地描绘了中国采矿业的生产安全性水平.
③运用Granger因果关系检验方法,明确了采矿业事故死亡人数和采矿业生产安全性指数之间存在显著的因果关系,运用主成分分析法对采矿业生产安全性指数的分析,确立了采矿业技术研发能力、采矿业安全生产环境水平、采掘机械化程度等为提高采矿业生产安全性水平的重点投资方向,虽然表面上自1991年以来采矿业生产安全水平增长速度快于其经济发展速度,但使用同异反动态关联分析方法对采矿业生产安全性水平相对于采矿业经济发展状态作和谐性分析表明,采矿业生产安全水平增长速度相对于采矿业经济发展速度的同一度在持续下降.
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④运用协整理论和动态建模方法,建立了包含生产安全性因素的中国采矿业经济增长模型,确立了采矿业经济增长与生产安全性因素的变化规律.该模型较好地模拟了生产安全性因素影响下的中国采矿业经济增长的变化规律,实证结果表明,虽然资本和劳动仍是影响中国采矿业经济增长的主要因素,但是生产安全性指数在短期内的确拉动了采矿业总产值的增长,其长期贡献率达7.7%.测算采矿业安全经济贡献率的经验表明:安全经济贡献率的测算应与生产安全性水平的测算相结合,滚动设定5年期平均水平的生产安全性指数,作为该时期内一个国家和行业的可接受风险下的安全投入标准,这对评价企业的安全投入和推动安全领域的工作持续发展是极其有益的.
⑤安全经济贡献率的实证分析表明,危险性高的行业的安全经济贡献率较危险性低的行业的安全经济贡献率大.
⑥运用博弈论理论,确立了采矿业“安全投入博弈”的主要原因,包括政府和企业的主要目标存在差异、中国现行安全投入责任制度的不完善和采矿业安全投入的监管不力等,在此基础上,提出了提高采矿业生产安全性水平的对策建议.
生产安全性因素的经济增长模型测算安全经济贡献率的方法同样可以应用于测算其他行业的安全经济贡献率.
第四篇矿山工程技术论文范例：基于核磁共振技术的寒区岩石冻融损伤机理试验研究
冻融条件下的岩石力学特性及损伤机理一直是岩石力学领域关注的前沿方向.在寒区矿山中,由于岩性、水分、温度、冰雪、应力等多重因素的耦合作用,导致岩石冻融损伤和冻融灾害的发生,对寒区矿山工程的稳定性产生了重大影响.随着我国寒区矿产资源开发活动的日益增多,矿山冻融灾害的预防和治理成为一个重要的课题.因此,研究和掌握岩石冻融损伤的机理和演化规律,可为寒区矿山冻融灾害的防治提供理论依据；对于确保寒区矿产资源的安全开采,也具有重要的现实意义.
论文结合寒区矿山工程需要,以室内实验和理论分析为基础,采用核磁共振技术对矿山岩石的冻融损伤机理和冻融损伤演化规律开展了以下方面的研究工作：
(1)研究了岩石冻融损伤劣化理论及演化规律,分析了岩石冻融损伤的影响因素以及寒区工程冻融灾害特征；结合灾变链式理论,进行了寒区矿山冻融灾害致灾链式效应分析和断链减灾对策研究.
(2)以寒区矿山花岗岩为岩样,进行了岩石冻融循环实验和单轴压缩力学实验,得出了冻融循环后岩样质量、单轴抗压强度、冻融系数和岩石风化程度系数的变化规律；归纳出了花岗岩的冻融损伤劣化模式,得出了抗压强度、弹性模量与冻融循环次数的关系曲线,并建立了花岗岩的冻融损伤演化方程.
(3)采用核磁共振技术,对寒区花岗岩的孔隙结构、含水饱和度进行了测量,得出了花岗岩的核磁共振T2分布、孔隙度、谱总面积、核磁共振成像等核磁共振特性,揭示了岩石的孔隙结构特征.
(4)首次应用核磁共振技术对冻融循环后的花岗岩进行核磁共振测量和成像分析,获得了不同冻融条件下岩石的T2谱分布、T2谱面积、核磁共振成像的变化特征和岩石微观结构特性,揭示了冻融循环条件下岩石的损伤特性,为冻融岩石力学的研究提供了一种新的方法和思路.
(5)对经历不同冻融循环次数的同一块岩样进行了核磁共振测量,获得了不同冻融循环次数后花岗岩的核磁共振弛豫时间分布特性,得到了岩样的质量、孔隙度、核磁共振谱面积的变化规律,获得了孔隙度与冻融循环次数之间的关系式和以孔隙度为目标值的冻融损伤方程,并归纳出了岩石孔隙结构的冻融损伤演化过程.
(6)利用核磁共振成像技术,对不同冻融循环次数后的同一块岩样进行了成像分析,获得了不同冻融循环条件下花岗岩的孔隙分布特征及变化特性,揭示了冻融循环条件岩石微观结构的损伤演化规律.
(7)对冻融后的岩石开展了核磁共振测试及单轴压缩试验,研究了不同核磁共振特性条件下岩石的力学特征,并建立了岩石核磁共振特性与力学性质之间的关系.
第五篇矿山工程技术论文范文格式：复杂条件露天矿采区转向及运排系统工程优化研究与应用
论文针对我国特大型露天煤矿遭遇的逆断层、背斜等构造带来的地质和开采条件复杂化问题,建立了复杂矿床露天煤矿的矿床地质模型和开采模拟模型；在归纳复杂地质条件下露天矿采区转向方式的基本类型,分析各种转向方式的特点和转向方式选择的影响因素的基础上,提出了转向开采优化评价指标体系；并以安家岭露天矿为例进行了采区转向优化研究,形成了合理可行采区转向工程实施方案.进而,针对近水平煤层转倾斜赋存的特殊地质条件,提出了露天矿“延深下降式”端帮运输系统部署方式,并研究了运距计算公式、运输系统动态演变过程、布置形式和应用效果.最后,研究了近水平煤层转倾斜赋存阶段的剥离量和内排空间的变化规律,提出利用动态规划法对露天矿内外排流量流向进行优化的方法.本论文所提出的理论与方法成为安家岭露天矿过背斜区开采工程的重要决策依据,同时也拓展了露天矿工程设计理论与生产实践.
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