地下采空区合理利用综述

简述了合理利用地下采空场的重要性和紧迫性;全面论述了采空场的应用,包括贮存水、油、气、埋藏生活与工业垃圾、建立地下生活与工作空间以及埋设高放核废料等,对采空场的处理与利用有借鉴意义。     

边坡和采场围岩变形破裂响应特征的相似模拟试验研究

 以云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层为研究对象,依据相似模拟原则,利用重庆大学资环学院矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿露天转地下开采的相似模拟模型试验。试验结果表明：(1) 受地下采动影响后,露天矿边坡顶部、腰部和底部的应力分布进行重新调整,随着开挖范围的扩大,整体上呈受压-压缩应力增大-受拉伸的动态变化趋势。受境界顶柱的保护支承作用,开挖后其垂直下沉变形很小。(2) 地下磷矿体开挖后,在采空场前后方顶板一定区域内形成顶板支承压力集中区,而在采空场上方靠近磷矿层的顶板区域形成卸压区,同时在采空场下方靠近磷矿层的底板区域则形成底板卸压区。随着采空场沿磷矿层倾斜延伸方向的推进,采空场顶板和底板卸压范围逐渐增大,顶板支承压力区动态前移。(3) 受采动的影响,采空场附近顶底板围岩均有不同程度的变形,顶板岩层有不同程度的下沉,底板岩层有不同程度的隆起。顶板下沉和底板隆起最大点均位于采空场中点偏下部分,随着开挖的推进而动态前移,达到充分采动后岩层整体下沉和隆起曲线趋于稳定的碗状。以采空场为中心,随着距离其纵向和水平方向距离的增加,顶底板岩层位移变形量单调递减。(4) 开挖推进至断层破碎带及其影响区域时,在采动应力的影响下,断层破碎带被“活化”,沿断层接触面发生滑移和剪切破坏。该研究成果对云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部矿体及类似条件下矿山露天转地下开采现场工程实施有重要理论指导意义。     

控制爆破局部切槽放顶技术的基本参数研究

坚硬顶板下特大型采空场的处理是我国普遍存在的、特有的一类采矿技术难题。提出了一种简便实用、经济可行的联合采空场处理方法——控制爆破局部切槽放顶技术。介绍了该方法的特点，研究了切槽位置、宽度和深度的理论计算方法及松石垫层厚度，进行了二维有限元分析验证，并应用声发射技术和摄影技术评价了实施效果。在东桐峪金矿实践结果表明，切槽宽度和深度的理论计算方法正确、可靠；理论计算的切槽位置仅适用于连续、规则的采空场，否则，会产生偏差；对复杂的采空场，须借助有限元计算补充完善；实施控制爆破局部切槽放顶技术，能实现空场的小型化及其与深部开采系统的隔离，消除大规模顶板冲击地压隐患，并使顶板应力向有利于安全生产的方向重分布。     

美国油气田采出水的处置与利用

美国油气田采出水除回注外，主要还有地下灌注、地表排放、农业灌溉等方式，多途径实现采出水的资源化利用，但同时也带来了地下处置可能引发地震、浅层处置可能影响含水层、浅层处置导致地层压力增大的风险。通过对美国油气田采出水管理方式的研究，为国内油气田采出水的处置及资源化利用提供借鉴。     

缓倾斜采空场处理新方法及采场地压控制研究

根据东桐峪金矿的具体条件,提出了控制爆破局部切槽放顶处理采空场的新方法和采场地压控制新方法—硬岩矿山的矿柱设计新理论。主要研究工作和主要研究结论如下: (1) 将顶板假设为岩梁,应用材料力学推导了切槽位置的计算公式,分析了采空场顶板的力学特性。研究表明,若仅开采至866 m水平,在966 m水平附近实施切槽是合理的,能引起顶板应力向有利于安全生产的方向重分布。若继续开采至 780 m水平,应在796.7 m附近实施二次切槽。该计算公式适用于连续、规则的采空场;否则,将会出现较大的偏差。例如,二次切槽位置的计算结果(796.7 m)偏差较大。 (2) 应用对NCAP-2D程序进行改进后得到的NFAS二维弹塑性非线性有限元程序,分析了东桐峪金矿采空场的力学特性。计算结果同样表明,若开采至750 m水平,966 m和866 m水平附近都是实施切槽放顶的合理位置,切顶能引起顶板应力向有利于安全生产的方向重分布,不会引起地表发生明显岩移。 (3) 根据理论分析,提出了控制爆破局部切槽放顶处理采空区的新方法。该方法应用控制爆破手段,在顶板拉应力最大的地点沿空场走向全长实施一定宽度的切槽,强制引起顶板最先在该地点冒落,并尽可能使冒落接顶,从而实现空场小型化及其与深部开采系统的隔离,削弱可能发生的自然冒落所激起的空气     

基于3DEC的两步骤空场嗣后充填采场结构参数优化

合理的采场结构参数对于地下矿山安全经济回采具有重要的意义,针对永平铜矿两步骤空场嗣后充填回采时一、二步骤采场结构参数不明确、依据不足和匹配度不够等问题,基于三维离散元程序3 DEC分别对不同的一、二步骤采场宽度组合方案进行了模拟,并对各方案的应力、位移分布情况进行了对比分析。模拟结果表明,在目前矿岩条件下,同时考虑采矿成本因素,一步骤宽度在12~14 m、二步骤宽度在16~18 m之间是合理的,嗣后充填能够有效的控制采场周边区域围岩位移变形、处理空区和管理地压;另外,位于采场上方的区域构造对于采动影响范围内的位移、应力分布有所影响,但影响程度和范围有限,总体上对采场的安全回采不构成威胁。模拟优化结果对于矿山安全经济回采具有指导意义。     

山东大学李术才教授获教育部科研重点资助项目

近日，山东大学土建与水利学院李术才教授申报的“采场与地下水流场耦合作用及矿区水资源保护与可持续利用研究”项目，经专家评审，被列入2008年度教育部科学技术研究重点项目计划（第二批）予以资助。     

长春市地下空间开发与利用研究

通过新一轮城市总体规划对城市地下空间利用的研究，使我们看到，随着城市规模的扩大，城市用地日趋紧张，城市环境每况愈下，这与人们的希望达到的生活环境日趋矛盾。由于地下空间开发具有不可逆性。在没有“地下空间开发利用总体规划”情况下所进行的人防工程建设，无法与城市地下空间开发利用的相协调，从而出现了与城市建设脱节和布局不合理等问题，这使我们对长春市地下空间开发利用时机的把握、开发利用方向和立法问题进行了进     

充填法开采引起的地裂缝分布特征与现场监测分析

通过对金川二矿区地裂缝的现场调查和槽探揭示，分析地裂缝的分布特征及其与地下采矿的关系。利用自行研制的IGG-1型裂缝计对地裂缝的发展变化进行监测。结果表明，金川二矿区的地裂缝两侧位移具有明显的三维特征。在此基础上，讨论充填法开采引起的岩体移动和地表裂缝的形成条件、成因机制及影响因素。研究结果表明，采充效应造成的围岩应力重分布、充填体刚度低、地下未充填空区的存在以及重复性的采动影响是金川二矿区地裂缝产生的主要原因。     

为适应深孔钻而设计的新型钻机

Tamrock公司推广应用了一种为地下深孔钻而重新设计的Solo H808 RA型钻机,在VCR法(垂直漏斗后退式开采法),地下阶段开采法和分段空场采矿法中都已应用这种钻机钻深孔。 Solo H808 RA型钻机用一台HL850液压架式凿岩机装备,     

南通市地下水控采与压采措施及成效分析

在调查了南通市地下水开采历程及开发利用现状基础上,从完善水资源管理法律法规、落实最严格水资源管理制度及开展多轮地下水压采工作等方面分析南通地下水控采和压采对策措施,并对多年来地下水压采成效进行了评估,为南通市进一步加强地下水开发利用管理和水资源保护提供有力支撑。     

露天转地下采场围岩及覆岩变形破坏特征研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿为依托背景,借助数字照相量测技术,通过相似材料模拟试验,对20°、50°两种不同倾角条件下,露天转地下开采后,地下采场围岩与覆岩的变形破坏特征及动态演化过程进行了系统研究。结果表明:①地下采场围岩及覆岩的变形演化过程可划分为局部小范围微动、线性持续增大以及整体非线性剧烈垮塌3个阶段;②矿体倾角由20°增至50°后,边坡与地下采场围岩及覆岩的变形整体趋缓,采动影响范围小幅度缩减,沉降曲线则由非对称槽型变为碗型;③采场矿柱回收过程中,地下采场围岩及覆岩发生突发性失稳,呈现出明显的“多米诺骨牌效应”。     

桥梁基础托换施工技术案例

随着以城市地铁为代表的地下空间的大量开发,地下设施越来越复杂,地下空间的利用越来越多,使基础托换技术在地下空间的开发和利用中发挥着越采越重要的作用.根据桥梁工程的特点,在其基础托换中,制定了相对应的控制措施.通过周密的作业计划和强有力的组织指挥,使托换工程得以安全、顺利地完成.     

地下空间利用的经济问题探讨

本文就当前地下空间利用的经济问题进行了探讨，对如何正确认识地下空间利用的造价、提高地下空间利用经济效益的途径，并就当前经济方面的主要问题进行了研究与论述。     

浅谈新疆建筑防水的区域特性

通过对新疆地区的气候和地下土层特点的分析研究，提出屋面防水工程应采与气候环境相适应的材料，地下混凝土工程在做好防水的同时，应重点加强对有害介质的防护。     

地下空间利用的经济问题探讨

本文就当前地下空间利用的经济问题进行了探讨，对如何正确认识地下空间利用的造价、提高地下空间利用经济效益的途径，并就当前经济方面的主要问题进行了研究与论述。     

露天转地下开采为坡岩体滑移机制的探讨

１引言 在我国有许多矿区属井工与露天联合开采，露天转地下是其中的方法之一。由于从采动的时间上看，两者不同步，甚至间隔较长时间。边坡岩体先后受到两次采动影响，且第二次采动影响改变其应力分布外，并诱发上部边坡体的滑移，因此，边坡岩体受到综合叠加作用，在此称其为复合开采效应。 地下与露天复合采动影响下边坡岩体移动和变形问题是近十几年来许多学者关注的重要论题之一。全国有关高等院校、科研院所等许多科研人员和学者进行此方面的研究。中国岩石力学与工程学会在１９８９年对此问题专门召开一次学术研讨会，国家有关部委和…     

运用RFPA2D数值模拟开采条件下的渗流通道

以煤矿相继地下采动造成阜新矿区八家子自然村民井断水现象为例，在对地下开采条件下水资源流失机理进行水文地质学定性分析的基础上，运用二维岩石破裂渐进过程分析系统，数值模拟了采场覆岩应力场的变化与重新分布规律，数值模拟结果再现了采动区覆岩裂隙萌生、扩展和贯通的过程；这个过程也是地下水渗流场变化与调整、地下水沿新生裂隙通道向地下开采负空间渗流的过程。二维岩石破裂渐进过程分析系统数值模拟结果与水文地质学定性分析结果吻合，证明该系统是一种能预测并预算采动裂隙生成、扩展及其相关危害(如地下水流失等)的可靠的数值定量分析方法。模拟结果表明，即使采空区和受影响区处于不同的水文地质单元，也会因地下采动影响形成畅通的渗流通道而改变地下水的径流方向和方式，为水的流失和向深部采空区渗流汇集创造便利的水文地质条件，使原来不具备渗水条件的采场成为可以接纳很大渗流量的地下水库。     

改进铜坑锡矿分段空场嗣后充填采矿法的设想

铜坑锡矿采用一步骤采场和二步骤采场宽度相同的分段空场嗣后充填采矿法开采,其胶结充填量占总充填量的5D％.作者提出改进方案:用较小尺寸布设需胶结充填的一步骤采用较大尺寸布设排胶结充填的二步骤采场.这样可达到减少胶结充填量,降低充填成术的目的.     

关于城市地下空间利用之课题及今后的展望

1.前言在人类初期的原始时代,人们为了防止自然界等的威胁,利用地下空间过穴居生活。现代的地下开发包括地下资源开发、地下能源开发和地下空间的利用等三个方面,三者如何合理地综合开发利用是一个值得研究的课题。特别是地下空间的利用,由于有生活、城市、供应处理、生产、贮藏、交通及防灾等多种型式,故要求合理满足其用途。