基于BLSS-PE空区探测系统的溜井垮塌分析研究

针对地下金属矿山溜井垮塌问题频繁发生,探测手段较难满足后期治理工作要求的现状,本文采用BLSS-PE空区探测系统对三山岛金矿2#溜井开展了现场探测工作,得到了垮塌后溜井三维点云原始数据,建立了2#溜井垮塌前后复合模型,确定了垮塌溜井的三维空间位置,垮塌区域实际边界,垮塌区域发展趋势;计算了不同高程垮塌面面积以及垮塌体总体积;分析了垮塌区域对于相邻工程的影响情况,为后期矿山开展溜井修复治理工作提供了数据支持。     

某地下矿山主溜井垮塌对主井的影响分析研究

采用三维激光探测系统(CMS),对某矿山垮塌主溜井进行三维激光探测,获得垮塌空间三维坐标,利用3Dmine软件建立溜井垮塌空间三维可视化模型,及时掌握主溜井垮塌形态。运用FLAC~(3D)软件对主溜井垮塌破坏情况进行数值模拟,重点分析了主溜井垮塌对主井的影响,掌握了主溜井围岩的地压分布及垮塌破坏状况。数值模拟过程表明:主溜井正在加速垮塌,主井井壁没有出现塑性破坏,井壁最大弹性位移值达到了15 mm,主井-105~-135m区域为应力集中区,垮塌空间顶板上方区域出现了约30 m的拉伸塑性区。研究结果可为矿山应对主溜井垮塌的措施提供技术指导。     

基于BLSS-PE与FLAC3D耦合建模技术的采区溜井稳定性分析

针对矿山溜井空间形态复杂、探测难度较大、传统测量方式无法获得准确的溜井三维模型、从而导致数值计算结果与工程实际存在较大偏差的问题,采用BLSS-PE空区探测系统对普朗铜矿N3-2溜井开展了三维扫描,得到了实测三维模型,并确定了垮塌区域;进一步耦合得到溜井数值计算模型,利用FLAC3D软件对其进行了模拟计算和分析评价。结果表明,井壁周边均存在不同大小的拉应力,井筒上方、底部以及垮塌区域之间存在较大的压应力集中,井筒内壁位移变形较大,长期放矿对井壁造成的冲撞和摩擦使井筒进一步垮塌的风险增加。数值计算结果更加接近工程实际,有利于提升其在矿山工程稳定性分析中的应用。     

深部溜井垮塌三维探测及其修复方案研究

针对凡口铅锌矿深部5#主溜井局部发生较大规模垮塌的工程问题,采用空区激光探测系统(CMS)对溜井垮塌区域进行三维探测,精确地建立起垮塌区的三维可视化模型,准确地掌握溜井垮塌区的三维形态、空间位置和实际边界,计算获得溜井的垮塌体积和范围,形成能准确反映垮塌区实际边界现状的横剖面和纵剖面等相关资料。在此基础上,研究提出两个对溜井实施修复的初步技术方案,对两个方案进行了对比分析后,综合考虑经济和安全等因素,建议采用方案二作为5#主溜井垮塌区修复的最终技术方案,为溜井的恢复加固提供技术支持。     

某矿山高溜井三维可视化模型的井壁破坏特征研究

溜井是地下金属矿山最重要的采矿工程之一,井下开采的全部矿岩都由此集中贮藏和转运,它的稳定畅通与否对矿山生产影响极大。由于溜井工程环境复杂,又长期受冲击载荷作用,稳定条件恶劣,主溜井破坏,轻者需停产长时间进行返修,严重者井筒报废,影响生产,给矿山造成巨大的经济损失。为探究某矿山高溜井井壁破坏特征,针对该高溜井垮塌部位进行三维激光探测,获得高溜井破坏部位三维实体模型,进而建立溜井垮塌三维模型及垮塌结构图。并分析溜井垮塌主要原因为矿岩对溜井壁的冲击,造成溜井垮塌。垮塌方式与矿岩运动方向和井壁法向夹角有关,当夹角小于45°时,破坏形式以冲击破坏为主;大于45°时,则以剪切破坏为主。在此基础上提出治理措施。     

溜井垮塌分析与治理方案

主溜井系统是矿山重要的转运系统，是矿山的“咽喉”所在，主溜井的垮塌破坏，严重影响矿山的安全生产。针对大屯锡矿大马芦矿段现阶段使用的主溜井系统垮塌破坏情况，通过采用SLAM三维扫描仪扫描，准确获取了溜井的三维形态、垮塌空间位置和实际边界。结合溜井实际应用情况，综合研究分析溜井系统垮塌原因，有针对性的提出了修复溜井和新建溜井系统两个方案，从方案设计的可行性、投资成本、施工过程中的安全风险等多方面对两个方案进行对比分析论证，最终确定了新建溜井为最佳的经济可行技术方案。     

大垮塌双溜井灾害治理技术及应用

针对发生大垮塌破坏的相邻双溜井的特殊情况,在BLESS-PE三维激光扫描系统对双溜井垮塌状况进行扫描的基础上,按照双溜井的不同致灾特性和使用需求,分别制定了废石溜井黏土水泥浆注浆加固和矿石溜井钢筋混凝土浇筑封堵及废石胶结充填的方法对双溜井进行综合治理。现场应用及监测结果表明,大垮塌双溜井治理后的稳定性良好,治理技术完全满足整个工程的实际需要。该种双溜井治理尝试为类似条件下的溜井治理设计及施工提供参考。     

基于三维激光扫描的溜井测量与分析

以具体工程为研究背景,结合某矿山实际工况条件,深入探讨了矿石溜井精确测量与安全评估问题。首先,基于C-ALS三维扫描激光系统的基本原理和测试方法,提出了符合现场实况的扫描与测量方案并进行测试,获得了较为丰富和完整的点云数据;然后,采用Cavity Scan软件对点云数据进行处理,将点云数据转化为三维矿业软件Surpac能够支持的水平线文件,并建立了溜井及周边工程的三维实体模型,实现了三维可视化;最后,通过对典型剖面图和水平断面图的技术处理,对溜井垮塌前后三维实体模型布尔运算,取得了溜井垮塌现状实测数据,科学有效地分析了溜井的具体垮塌位置与破坏特征。研究成果为矿山溜井的运行维护、使用管理和安全治理提供了基础数据和科学依据。     

基于FLAC3D软件的凝灰岩矿溜井爆破降段动应力数值模拟及稳定性分析

溜井放矿已逐渐成为砂石骨料矿山的重要出矿手段,因此对溜井的稳定性进行分析探讨有利于矿山生产工作的可持续发展。面对溜井内部结构复杂、探测难度大等问题,为更好地模拟研究溜井降段爆破方法,本文基于某凝灰岩砂石骨料矿山,采用FLAC3D软件建立溜井有限差分网格模型,以溜井爆破降段过程中的动应力变化和损伤破坏位移为评判依据,对该矿溜井的降段爆破进行研究,得到了溜井低采面持续爆破降段动应力扰动下的围岩变化规律。研究表明：凝灰岩矿溜井井筒底部大部分区域存在明显应力集中;低采面长期爆破降段对溜井内部围岩造成损伤,溜井整体稳定性减小,垮塌风险显著增加;动载源距避爆点50～60 m外,采场构筑物或者岩体的震动明显减弱;随着开采水平不断下降,溜井发生冲击破坏或疲劳损伤的主要原因是动载产生的拉应力,当降段至180 m围岩时,最大位移量可达约17.83 mm。结果表明,本文建立的凝灰岩露天矿溜井模型能很好地反映溜井爆破降段的模拟效果。     

某矿山4~#碎矿站主溜井垮塌破坏原因分析

通过对某矿山4~#碎矿站主溜井围岩岩体工程地质特征和使用过程问题分析,认为溜井已发生井壁垮塌,随后对垮塌情况进行了三维激光扫描。溜井垮塌破坏的原因分析及以此为基础采取加固修复措施,是保障溜井安全运行的首要任务。分别从工程地质条件影响、溜井中矿石对井壁的磨蚀作用、矿石倒入溜井对井壁的冲击作用和放矿制度影响作用等多方面分析了主溜井垮塌破坏的原因,得到了各因素的影响作用规律。该分析结果可为类似溜井垮塌破坏原因分析和加固方案设计提供技术参考。     

溜井运输中悬拱产生的机理及解决对策

针对地下矿山溜井运输中悬拱导致溜井堵塞的问题,分析了悬拱现象产生的机理,认为矿岩颗粒之间的内摩擦力和细颗粒的黏结阻力的大小是溜井产生悬拱根本原因。溜井中矿岩的最大块度尺寸与溜井直径的匹配关系、黏结性粉矿含量、含水率的高低以及溜井直径的大小对悬拱的产生影响重大,矿岩下落时对溜井中物料的夯实和物料的重力压实作用增强了粗细颗粒之间的咬合力、内摩擦力和黏结力。从设计与使用管理两个方面提出了防止溜井悬拱产生的一系列措施,并给出了常见的溜井疏通方法。     

采空区充填技术研究

结合安各庄铁矿采空区现状,采用上向分层充填工艺进行空区处理和残矿回收,有效解决了原采场未留设人行通风天井和矿石溜井的问题,提高矿石回收率36个百分点,降低贫化率5.6个百分点,在充填治理空区的同时充分回收了空区上部残留矿石,经济效益和社会效益显著。     

应用矿井瞬变电磁法超前探测煤矿井下含水体

系统介绍了矿井瞬变电磁法多匝重叠式装置超前探测的基本原理和数据处理技术要点,并以文明煤矿回风巷下山口前243 m处掘进头超前探测为例,运用矿井瞬变电磁法探测并圈定的低视电阻率异常区与矿方最后掘进结果相吻合,验证了利用该物探方法超前探测煤矿含水体的准确性和可靠性。与其他方法相比,该方法不仅探测效果好,而且仪器操作轻便快捷、探测方向具有任意性、不受井下探测狭小空间的影响。     

综采工作面溜子上窜下滑控制技术研究与应用

在回采过程当中,受地质构造影响,煤层倾角影响,在工作面回采过程当中经常调整溜子的上窜下滑,溜子与转载机的搭接对回采工作正常推进造成了很大影响,若控制不好溜子的上窜下滑,对设备造成损害,间接影响工作面的正常推进,进而影响全矿产量,增加成本,文章详细介绍了王楼煤矿结合实际生产环境和相关理论依据,制定出切合实际的控制溜子上窜下滑的方法。     

金属矿山溜井系统的设计与优化

溜井系统是金属矿山实现矿废石低成本下向运输的有效方法。面对国内外矿山频繁发生溜井变形破坏的问题,在分析溜井系统变形破坏影响因素的基础上,以孟家铁矿露天转地下开采工程设计为例,进行了溜井运输系统优化,改变了传统的竖井旁侧高段集中溜井的设计模式,提出了竖井旁侧矿仓+采区溜井的溜井系统设计模式和采区溜井的倾斜布置方案。与优化前相比,优化后的方案减少掘进工程量15307.26m~3,减少支护工程量1870.10m~3,减少基建工程费457.8万元,缩短基建工期3.5月,能够有效克服高段溜井在生产使用过程中的各种不利因素。     

基于数据实时分析的煤矿建筑工程安全监测系统

为了精准、稳定监测煤矿建筑工程安全,缩减监测效果受数据量及噪声影响,设计了基于数据实时分析的煤矿建筑工程安全监测系统。通过感知层采集煤矿建筑工程相关数据,数据处理模块对数据进行聚类操作,通信模块将聚类后数据安全传输至煤矿建筑工程安全监测中心,利用改进隔离森林算法对数据执行异常检测操作,并将检测结果存储数据库中,通过安全监测与管理中心为客户呈现监测结果。实验结果表明,该系统可有效聚类煤矿建筑工程数据,且煤矿建筑工程安全监测精度与稳定性好,监测效果受数据量及噪声影响较小。     

煤层底板含水层富水性探测研究

利用矿井瞬变电磁法对某矿1106工作面底板的三灰、五灰含水层进行了探测研究,通过数据处理,形成了含水层二维电阻率剖面图和电阻率切片图。准确圈定出工作面含水层富水区的范围,并对富水性强弱进行了分区。实践表明:矿井瞬变电磁法是一种方便、快捷、高效的探测方法,可以准确地对含水层富水性作出定性评价,对煤矿水害的预防具有重要意义。     

分支溜井在多分段放矿过程中的应用

多分段放矿对人员及运输设备构成较大的安全威胁。为解决此问题,以保证放矿过程的安全和满足企业生产需要,提出了施工溜井联道、叉井、刻槽等措施,对溜井进行局部改造,确保分段溜井联道与主溜矿井不直接贯通即可正常放矿,实现了同一溜井多点放矿、多分段同时使用。同时,分支溜井的应用减少了系统溜井数量,提高每条溜井的使用率,保证了放矿人员及铲运设备安全,安全效益、经济效益显著。这种放矿方法可为矿区今后的生产和同类型的矿体开采提供一定参考与指导。     

金属矿山井下通风系统人机工程可靠性分析

运用可靠性工程和人机工程理论,结合采矿技术工艺,研究了矿井通风系统的构成及其特点,分析了影响矿井通风系统可靠性的各类因素。影响矿井通风网络可靠性的主要因素是矿井通风方式,有害角联网络和通风网络结构的变化。影响扇风机正常运行的主要因素是扇风机的选型,设备固有的质量,设备的安装、使用和维护管理,设备的安置环境,设备的操作者以及主扇风机的工作方式。矿井通风控制设施的实现改变了网络分支巷道的风阻,会对系统可靠性产生重要的影响。井下主要的采矿工艺过程,如运输提升、溜井放矿、井下爆破等环节,将对矿井通风系统的风流运动产生严重的扰动作用。