采礦過(guò)程模擬與仿真

內(nèi)容概要

　　本書全面介紹了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者以及作者團(tuán)隊(duì)在采礦過(guò)程模擬與仿真研究領(lǐng)域的最新成果。全書共分為5章，依據(jù)采礦過(guò)程的特點(diǎn)以及現(xiàn)代采礦技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，分別介紹了動(dòng)態(tài)擾動(dòng)與礦巖力學(xué)響應(yīng)數(shù)值模擬、礦山物流系統(tǒng)模擬、數(shù)值虛擬礦山爆破、數(shù)字礦山技術(shù)、虛擬礦山工程和礦區(qū)地理信息系統(tǒng)等內(nèi)容。本書在內(nèi)容上淡化了理論上煩瑣的推導(dǎo)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，以期通過(guò)大量的工程實(shí)例使讀者迅速掌握和理解采礦過(guò)程模擬與仿真的主要內(nèi)容、原理、特點(diǎn)和基本方法，相應(yīng)的技術(shù)，并能分析采礦過(guò)程中實(shí)際工程問(wèn)題，運(yùn)用相應(yīng)的模擬和仿真工具合理準(zhǔn)確地加以解決。

作者簡(jiǎn)介

周科平，男，1964年6月生，湖南衡陽(yáng)人，博士，教授，博士生導(dǎo)師。1983—1987年在重慶大學(xué)采礦工程系采礦專業(yè)學(xué)習(xí)，獲學(xué)士學(xué)位，1987-1990年在重慶大學(xué)攻讀采礦工程碩士學(xué)位。1997年師從我國(guó)著名采礦專家古德生院士，2000年畢業(yè)于中南大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位，2001年在中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院任教至今?，F(xiàn)任中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院副院長(zhǎng)，教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才（2006年），湖南省學(xué)科帶頭人（2008年）。教育部地礦學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)秘書長(zhǎng)，湖南省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)理事，中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)采礦學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，全國(guó)金屬礦山安全與裝備學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，《礦業(yè)研究與開發(fā)》雜志社編委等。目前主要從事金屬礦山開采、環(huán)境控制與災(zāi)害防治方面的研究工作，先后主持和承擔(dān)了《大范圍隱患區(qū)下頂板誘導(dǎo)崩落綜合技術(shù)研究》、《高價(jià)值軟破礦體開采環(huán)境再造綜合技術(shù)研究》、《緩傾斜含水多層礦體深孔合采礦廢分離連續(xù)采礦綜合技術(shù)研究》等20余項(xiàng)國(guó)家與省部級(jí)科研課題。獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇，其中SCI檢索6篇，EI檢索48篇。

書籍目錄

第1章　動(dòng)態(tài)擾動(dòng)與礦巖力學(xué)響應(yīng)
1．1采礦過(guò)程中礦巖力學(xué)特征
1．1．1巖石的力學(xué)特性
1．1．2鑿巖、爆破過(guò)程中圍巖的力學(xué)特征
1．2常用的數(shù)值模擬方法及軟件
1．2．1常用的數(shù)值模擬方法
1．2．2常用的數(shù)值模擬軟件
1．3常用的物理模擬方法
1．4有限元軟件MIDAS／GTS采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化模擬
1．4．1工程概況
1．4．2巖體力學(xué)參數(shù)的選取
1．4．3模擬軟件的選擇
1．4．4采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究
1．4．5結(jié)果分析
1．5離散元軟件3DEC空區(qū)穩(wěn)定性模擬
1．5．1離散元法基本原理
1．5．2碎裂環(huán)境下空區(qū)穩(wěn)定性離散元模型
1．5．3計(jì)算結(jié)果
1．5．4結(jié)論
1．6有限差分軟件FLAC3D采場(chǎng)回采過(guò)程數(shù)值模擬
1．6．1采礦方法簡(jiǎn)介
1．6．2采場(chǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)
1．6．3模擬的基本思路
1．6．4模擬結(jié)果分析
1．7相似模型試驗(yàn)實(shí)例
1．7．1模型試驗(yàn)方案的準(zhǔn)備
……
第2章　礦山物流系統(tǒng)模擬
第3章　數(shù)值虛擬礦山爆破
第4章　數(shù)字礦山技術(shù)
第5章　虛擬礦山工程

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   3.1.2爆破作用下巖石的破壞機(jī)理 巖石爆破破碎過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是其在爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波、應(yīng)力波及爆生氣體作用下裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展過(guò)程。目前對(duì)巖石爆破破碎機(jī)理的研究，研究者從不同的角度提出了各種各樣的理論和假說(shuō)。這些假說(shuō)提出的角度包括爆破流體力學(xué)理論，自由面與最小抵抗線原理，最大壓應(yīng)力、剪應(yīng)力、拉應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則，沖擊波、應(yīng)力波作用理論，反射波拉伸作用理論，爆生氣體膨脹推力作用理論，爆生氣體楔壓作用理論，應(yīng)力波與爆生氣體共同作用理論，能量強(qiáng)度理論，功能平衡理論，利文斯頓（Livingston）爆破漏斗理論和爆破斷裂力學(xué)等。 在巖石爆破機(jī)理研究中，巖石破壞的“爆炸沖擊波、應(yīng)力波與爆生氣體共同作用”理論是目前學(xué)者們較為認(rèn)可的理論。 炸藥在巖體中爆炸后，引起周圍的巖石發(fā)生破壞，大量試驗(yàn)證明巖體的爆破破碎有以下規(guī)律： ①應(yīng)力波不僅使巖石的自由面產(chǎn)生片落，而且通過(guò)巖體原生裂隙激發(fā)出新的裂隙，或者促使原生裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大，在應(yīng)力波傳播過(guò)程中，巖體破碎的特點(diǎn)是：原生裂隙的觸發(fā)、裂隙生長(zhǎng)、裂隙貫通、巖體破裂或破碎； ②加載速率對(duì)裂隙的成長(zhǎng)有很大作用：作用緩慢的荷載有利于裂隙的貫通和形成較長(zhǎng)的裂隙，而高速率的載荷容易產(chǎn)生較多裂隙，但卻抑制了裂隙的貫通，只產(chǎn)生短裂隙； ③爆破高壓氣體對(duì)裂隙巖體的破碎作用很小，但它有應(yīng)力波不可替代的作用：可以使由應(yīng)力波已致裂的巖體進(jìn)一步破碎和分離； ④巖體的結(jié)構(gòu)面（巖體弱面的統(tǒng)稱，包括節(jié)理、裂隙、層理等各種界面）控制著巖體的破碎，它們遠(yuǎn)大于爆破作用力直接對(duì)巖體的破壞。 當(dāng)炸藥在無(wú)限巖體介質(zhì)中爆炸時(shí)，可將炸藥當(dāng)成單孔裝藥或者集中的球形藥包。在這種情況下，除在炸藥近處形成擴(kuò)大的空腔（即壓縮區(qū)）外，還從裝藥中心向外依次形成壓碎區(qū)、裂隙區(qū)（亦稱破壞區(qū)）和震動(dòng)區(qū)。在壓碎區(qū)內(nèi)，巖石被強(qiáng)烈粉碎并產(chǎn)生較大的塑性變形，形成一系列與徑向方向成45°的滑移面。在裂隙區(qū)內(nèi)，巖石本身結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化，但形成輻射狀的徑向裂隙，有時(shí)在徑向裂隙之間還形成有環(huán)狀的切向裂隙。震動(dòng)區(qū)內(nèi)的巖石沒(méi)有任何破壞，只發(fā)生振動(dòng)，其強(qiáng)度隨距爆炸中心的距離增大而逐漸減弱，以至完全消失。

編輯推薦

《采礦過(guò)程模擬與仿真》可供采礦工程、巖土工程和安全工程等研究生教學(xué)使用，也可供相關(guān)領(lǐng)域的科研人員學(xué)習(xí)參考。

圖書封面

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