地震作用下堆积体边坡的坡面变形与失稳机制

地震作用下堆积体边坡的动力响应特性十分复杂,单一抗震安全系数不足以评价其动力稳定性。通过大型振动台试验,研究了连续多级地震荷载作用下,地震波的类型、卓越频率及峰值加速度对堆积体边坡坡面永久位移的影响,并初步分析其失稳机制。试验结果表明,相同峰值加速度下振动型地震波比冲击型地震波更容易产生坡面永久位移,地震波卓越频率对坡面永久位移也有重要影响;堆积体边坡在峰值加速度apeak=0.2g时开始有大颗粒石砾滚落,对应的坡面永久位移在apeak=0.2g～0.3g之间开始产生并显著增大,另外利用考虑坡面几何形态变化的改进Newmark法对坡顶的永久位移进行了估算。通过坡面永久位移评价堆积体边坡的动力稳定性有一定合理性。     

库水位升降联合降雨作用下库岸边坡中的浸润线研究

库岸边坡中的地下水对其稳定性有重大影响,目前还没有统一的公式用来计算岸坡中的浸润线。为此,建立隔水底板呈缓倾角的均质岸坡模型,采用稳定渗流情况下的浸润线作为非稳定渗流的初始值,推导出库水位升降联合降雨作用下该模型中浸润线的近似解析解。利用Geo-Slope中的SEEP/W程序,对浸润线的近似解析解进行验证分析,结果表明,在不同库水位升降和降雨的组合条件下,由近似解析解确定的浸润线与数值模拟结果基本一致。对库水位升降联合降雨作用下赵树岭滑坡中的浸润线进行研究,利用实测浸润线验证了近似解析解的正确性,并预测了赵树岭滑坡在快速蓄水、快速蓄水＋暴雨、快速泄水及快速泄水＋暴雨4种工况下（库水位波动范围为145～175 m）浸润线的变化情况。最后,从解析解的适用条件出发剖析了近似解析解误差产生的原因,为应用浸润线解析解解决实际问题提供依据。     

基于Vulcan软件的山东莱州留村金矿区三维建模及资源量估值北大核心CSCD

留村金矿位于山东莱州市城区西南12 km的留村断裂带上,是发育于古老变质岩中的小型石英脉型金矿。为深入研究该矿区地层、构造与矿体在地下的延伸分布情况,加快后续数字化矿山建设,山东黄金集团应用Vulcan矿业软件对矿区开展三维地质建模。在收集相关地质实物资料的基础上,通过建立地质数据库、数据转换、地质解译等系列功能操作建立了矿区地表、岩体、构造及矿体模型,并对其进行任意剖割划分,实现了矿区地层岩性、地质构造、矿体的三维可视化,促进了本区矿体赋存规律的研究以及三维空间的成矿预测。同时利用软件强大的数据处理功能对资源量进行估值,本次估值的金资源量为1984.18 kg,与原详查报告中提交的金资源量2009.34 kg误差仅为1.25%。经估值后的每个矿块段都被赋予了精确的资源量数据,为后续矿山采矿设计与排产计划提供了准确的数据支撑,助力实现数字化、智能化矿山建设。     

基于ASTER与Sentinel-2A融合数据的云南普朗铜矿化蚀变信息提取

云南普朗铜矿区是我国提高战略性金属矿产铜矿资源的主要潜力地段,该矿区位于多云多雨山地高原区,采用传统地面调查方法开展找矿勘查工作受限较大,而遥感技术可在其中发挥重要作用。鉴于此,本研究选取ASTER和Sentinel-2A多光谱遥感数据,在光谱协同统一两种数据源的地表反射率基础上,采用高通滤波(High-Pass Filtering,HPF)的融合方法兼顾两种数据在短波红外波段和可见光近红外波段的优势,获取了具有高空间分辨率和高光谱保真度的ASTER-Sentinel-2A融合数据集;进而利用"比值+主成分分析法"与"主成分分析+能谱-面积法",开展了普朗铜矿区矿化遥感蚀变信息识别,并通过深入分析及野外验证,提出了对普朗铜矿蚀变信息分布特征及找矿潜力地带的新认识:(1)在原蚀变填图工作中判定为青磐岩化带的东部区域,重新进行了蚀变带的划分;(2)东部区域中新划分的钾化硅化带和绢英岩化带,具有较大找矿潜力。本研究可为普朗铜矿找矿勘查提供参考。     

基于“情景-应对”的矿井水灾事故应急决策机制

为解决矿井水灾事故应急快速反应、高效决策的现场需求,针对矿井水灾事故的不确定性、复杂性和紧迫性等特点,运用多案例分析法,解析了11起典型矿井水灾事故,提出了判别“情景”和事故“情景”两个关键概念,定义了集合{突水水源,突水通道,采掘方式,出水量,淹没范围,生存空间}为矿井水灾事故的情景,并运用AHP分析法计算了6个情景要素各自的权重。确立了“情景-应对”应用在矿井水灾应急决策领域的实现途径,详细阐述了构建情景库、案例库、对策库的方法以及“情景-应对”型矿井水灾应急决策方案的生成过程,并提出了以“黄金72小时” “8天8夜”为时间节点的多阶段矿井水灾事故应急决策机制,案例推演应用表明,该应急决策机制不仅规范了事故应急流程,而且实现了精准、快速、高效的目标。     

基于饮水标准的矿山水源人体健康风险--以云南个旧锡矿区某矿坑水源为例

饮水水源水质的人体健康安全是水源是否安全的首要问题。在调查锡矿矿坑水作为个旧市A镇及B矿段锡矿生活区饮用水源情况的基础上,应用国际辐射防护委员会和美国环保署推荐的风险评估模型,开展饮用水的人体健康风险评价。结果表明,水源中重金属致癌物质所引起的健康危害较高,风险值超过了国际辐射防护委员会推荐的最大可接受风险水平,其中以Cr6＋和As的致癌风险最大,应优先控制;非致癌物质所引起的健康风险较小,风险值在10-8以下,远低于推荐的最大可接受风险水平。虽然水中重金属含量符合相关标准要求,但是长期饮用对人体存在健康风险。     

基于GPU和UNITY的嵌入式图像实时传输方法

智能化无人矿山对作业现场环境的可视化要求较高,现有的可视化方法仍存在诸多问题:数据采集方式单一,存在监控盲区;数据传输线缆布设困难且易被损坏,传输延时较高;表现形式不够全面立体,并且不能用于VR/AR、SLAM、机器人定位避障等应用场景。为了满足智能矿山建设的可视化需求,本文结合当前传感技术、矿用机器人以及5G技术的发展,探讨了从数据采集、服务器部署到接收显示的详细步骤。针对全景及深度影像这类新型三维数据,提出一种基于GPU和UNITY的嵌入式视频实时传输方法,包括实时编码、异步传输、轻量级的嵌入式流媒体系统、利用UNITY实时处理以及元数据的同步传输。借助UNITY平台,将三维可视化任务从CPU转移至GPU,仿真实验表明,最高渲染帧率为60 fps时,GPU占用率在35%以下。最后,以全景和深度传感器为例进行了测试,对数据编码、位移贴图、纹理纠正进行有效性验证,并从延迟、帧率、CPU占用率3个方面评估性能。结果表明,所提关键技术均可有效提高运行效率、减少资源占用,相比FFplay延时更低。全景影像的可视化代替了视角固定的传统监控,深度数据为智能矿山巡检机器人定位及避障提供实时数据源,传输方法整体向下兼容。不仅解决传统方法视角单一、布线困难的问题,而且考虑到了智能矿山建设过程中的新需求。     

综合物探在金属矿采空区中的应用—以焦家金矿望儿山采空区为例

矿山开采范围和深度的不断加大形成了越来越多的金属矿采空区。采空区塌陷等地质灾害给矿山安全开采和居民生活带来了极大的不便,因此对金属矿采空区的准确定位显得尤为重要。本文以山东焦家金矿望儿山采空区为例,开展了以高密度电阻率法、地震映像和探地雷达探测为主的综合探测试验,通过综合探测发现异常16处,结合地质资料和钻孔验证,证实了其中12处异常为采空区(准确率达到75%),并结合电-震综合异常特征建立了采空区3D空间形态。试验结果表明,以电-震为主的综合地球物理勘探技术可以有效的定位采空区位置及空间分布,为焦家金矿及其它金属矿区采空区探测提供了借鉴。     

杨庄朱庄矿矿井水文地质条件综合分析

杨朱两矿受水害威胁严重,采用多种方法进行了水文地质条件勘查,利用其结果,综合分析了矿井水文地质条件,并进行了矿井充水性分区和安全开采的排水量预测,为正确制定矿井防治水措施提供了基础数据。      

规则波在缓坡上变形与破碎数值分析

通过在二维数值水槽内用边界元法直接求解Laplace方程,对规则波在缓坡上的变形及破碎进行了数值计算。分析了不同底坡及采用不同底摩阻系数时规则波的破碎特征,并对规则波破碎的极限坡度进行了研究。重点分析了规则波破碎时海底坡度、底摩阻系数及波形不对称性对破碎指标的影响。