基于盲数理论的采空区危险性评价模型

房柱法开采容易造成采空区失稳事故。考虑到地质条件和开采技术条件因素对采空区稳定性产生的影响,利用综合指数法建立了房柱法开采形成的采空区危险评判模型,对采空区失稳的危险性进行综合评价分析。但由于地质情况的复杂和实验资料的不足,采空区稳定性综合评价中的影响因素普遍存在着随机性、模糊性、灰性及未确知性等不确定性。针对这一特点,将盲数理论引入到采空区稳定性评价的综合指数法中,利用盲数来表达危险指数的不确定性,提出了基于综合指数法的盲数形式,并利用盲数运算法则计算其在不同区间的可信度,从而为采空区稳定性的判断提供更充分的依据,克服了传统方法中过于绝对化的问题。实例验证表明,盲数对于采空区稳定性的判定结果更可靠。     

煤矿大面积采空区失稳危险源分级

在分析影响煤矿大面积采空区失稳危险状态的自然地质条件因素与指数W1和开采技术条件因素与指数W2的基础上,采用综合指数法对煤矿大面积采空区危险性进行了分级研究,确定了其危险状态等级评定的综合指数W。将煤矿大面积采空区失稳危险源分为4级,即Ⅰ级危险源(特大危险性:W≥0.8);Ⅱ级危险源(重大危险性:0.6≤W<0.8);Ⅲ级危险源(较大危险性:0.3≤W<0.6)和Ⅳ级危险源(一般危险性:W<0.3)。结合实例,对河北某矿区煤矿大面积采空区失稳危险性进行了分级,实践表明,该分级方法是合理和可行的。     

基于综合指数分级法的采空区群失稳危险性评价

为了保障采空区群内残矿资源回收的安全,采用综合指数分级法对采空区群失稳危险性进行定量评价,以地质因素、开采技术条件、残采综合因素为主要分析指数对残矿回收前、后采空区群失稳的危险程度进行评价,为残矿回收提供指导,对于类似矿山进行残矿回收具有一定的参考作用。     

神东矿区旺采采空区失稳危险分级方法研究

在分析神东矿区旺采采空区失稳危险18种影响因素的基础上,采用指数分析法对旺采采空区失稳危险进行了分级方法研究,建立了神东矿区旺采采空区失稳危险分级指标,确定了旺采采空区失稳危险指数W。将神东矿区旺采采空区失稳危险分级划分为5级,即Ⅰ级危险(特大危险性W≥0.80);Ⅱ级危险(重大危险性0.70≤W<0.80);Ⅲ级危险(较大危险性0.60≤W<0.70);Ⅳ级危险(一般危险性0.50≤W<0.60)和Ⅴ级危险(较小危险或无危险:W<0.50)。结合实例,对榆家梁煤矿52108旺采采空区失稳危险性进行了分级。实践表明,该分级方法是合理和可行的。     

基于综合指数法的深部开采隔离矿柱失稳危险性评价

从自然条件和人为影响两个方面系统分析了影响隔离矿柱失稳危险状态的因素和相应指数,基于综合指数法得到隔离矿柱失稳危险的指数计算公式和评价指数。根据失稳危险评价指数将失稳危险划分为5级:无失稳、弱失稳、中等失稳、强失稳和极端失稳破坏危险,对应不同的危险等级采取不同的防治措施。通过谦比希铜矿主矿体生产实例对该评价方法进行了验证,表明所建立的评价体系和相应的评价结果与矿山实际开采情况基本一致,可将其应用于深部开采隔离矿柱的失稳危险性评价中。     

复杂采空区危险性评价的综合方法及工程应用

为提高复杂采空区危险性评价的准确性,采用未确知测度理论与数值模拟相结合的方法进行综合评价。选取岩体结构、岩石质量指标、空区跨度、空区高度、埋藏深度、空区面积、地下水情况、开采扰动8个评价指标,引入未确知测度理论,构建复杂采空区危险性评价的数学分析模型。以包头白银洞铁矿15个采空区为例,首先建立采空区危险性评价指标体系,将采空区的危险性进行分级;其次,根据各单指标的实际数值建立单指标测度函数,通过综合赋权方法确定各单指标权重,进而得到采空区多指标测度评价向量,同时引入置信度识别准则进行危险性分级及危险程度排序;最后,利用数值模拟的方法对评价结果进行验证和对比分析,得出危险性最大的采空区,从而对其进行优先治理。研究表明:数值模拟结果与数学模型分析结果一致,该综合评价方法应用于采空区的危险性评价是合理可行的。     

矿柱重叠率对采空区稳定性影响分析研究

房柱法多层重叠开采的石膏矿,矿柱的重叠率是影响采空区稳定性的主要因素之一。介绍了房柱法开采重叠采空区的重叠方式、载荷传递规律及稳定性分析方法,并以某石膏矿采空区大面积坍塌事故为例,对事故原因进行了计算分析。重叠采空区稳定性研究结果表明,隔层顶板厚度越小,所要求的上下分层矿柱重叠率就越大;对于隔层顶板厚度较小的重叠采空区,如何保证矿柱的高重叠率是维持重叠采空区稳定的关键因素。     

采空区煤炭自燃危险性模糊综合评价方法及应用

根据采空区煤炭自燃影响因素和自燃防治因素,建立采空区煤炭自燃危险性评价指标体系,其一级指标为煤的自燃倾向性、煤层地质赋存条件、开拓开采因素、通风因素和自燃防治因素。通过采用模糊综合评价法,确定了评价指标的权重和隶属度函数,建立了采空区煤炭自燃危险性评价模型。并采用该评价方法对顾桥煤矿1122(3)工作面自燃危险性进行了评价,评价的结果与实际情况基本一致。该评价方法为制定有效的采空区自燃防灭火措施有一定的指导意义。     

石膏矿地下开采技术及灾害防治措施研究

我国石膏矿70%是地下开采,石膏矿地下开采技术及灾害防治措施需要深入研究。本文在总结我国石膏矿地下开采领域已有研究成果的基础上,研究了石膏矿的地下开采方法,分析了长壁选别充填法、崩落采矿法以及空场法的开采技术和安全管理手段。针对我国石膏矿大多采用的开采方法：房柱法,本文提出了房柱法开采时顶板稳定性评价的数学模型,模型中将摩尔-库仑强度准则扩展到受拉段,定义了拉压变形的过渡方式,扩展后的强度准则,可以描述岩体的压剪、拉剪及拉伸等多种破坏模式,可用于石膏矿顶板稳定性分析和评价。在此基础上,分析了石膏矿山地压灾害防治的对策措施。     

石膏矿隔离矿柱留设厚度数值模拟研究

隔离矿柱留设对采空区上部矿体的安全回采起着至关重要的作用.以某地下开采的石膏矿为工程实例,借助FLAC3D数值模拟软件建立了数值模型,在采用房柱法开采下部矿体,形成众多采空区的条件下,对采用无底柱分段崩落法回采上部矿体进行了数值模拟,分析了回采过程中隔离矿柱的应力、位移、塑性区发展变化情况,结果表明,隔离矿柱的最小厚度应为37 m.     

基于AHP-模糊评价的采空区稳定性研究

针对采空区频繁的出现大规模失稳问题，提出一种基于AHP-模糊评价的失稳预测模型。综合考虑采空区失稳的诱因，优选区域地质水文因素、岩石强度性能因素、采空区环境因素和采空区结构参数等4个一级指标及相对应的20个二级指标，建立采空区稳定性评价指标体系，运用层次分析法计算相应的权重向量，结合模糊综合评价理论，对采空区稳定性进行综合评价，将该模型运用到云南羊拉铜矿里农矿段采空区稳定性评价中。研究结果表明：该矿山的采空区稳定性评价等级V4，失稳程度高，综合系统得分69.4515，所得结论与矿山实际情况较吻合，尽而验证了该模型的可靠性。为后续采矿方案设计和执行提供理论依据，有效缓解矿山失稳所带来的灾害。     

某铁矿矿柱回采安全性研究

某铁矿二采区一中段采用空场采矿法进行采矿,经过多年开采该中段未处理采空区体积已经达到40万m3,遗留矿柱矿量超过26万t,为了充分回收矿产资源矿山计划回采矿柱。由于现场未处理的采空区体积较大,而矿柱又是维持采空区稳定性的关键要素,可能部分矿柱的回采或破坏就会诱发一定规模的地压活动,威胁矿山的正常安全生产。所以在矿柱回采之前,对回采区域的矿柱进行安全性研究,可以指导矿柱回采的实施,进而保障矿柱的正常安全回采。结合矿山的现场实际情况,以应力增量理论为基础,采用工程地质调查、室内试验结合数值模拟的方法,对矿山二采区一中段需回采矿柱的安全性进行研究,确定了各回采矿柱的安全系数大小。研究结果表明矿山二采区一中段的矿柱处于安全状态,可以进行部分矿柱回收。     

留矿法采后间柱回采方法优化研究

为解决留矿法采后形成的采空区处理和间柱回收问题,保障后续生产的安全和间柱资源的回收,本文结合盘龙铅锌矿采空区和矿柱的赋存条件,确定了现有空区的处理方式必须采用充填法处理,仅在独立的小采空区采用封闭空区的处理方法。同时对比分析了三种不同的间柱回采方法,通过优缺点比较最终选择上向水平分层充填采矿法作为间柱回采的主要方法。     

开采区矿山地质环境综合分级定量评价方法

以实现评价矿山地质环境为目的,提出开采区矿山地质环境综合分级定量评价方法。以非金属矿山为研究对象,针对其周边地质环境和生态环境,建立开采区矿山地质环境综合分级定量评价指标体系。采用模糊层次分析算法,对该指标体系内的一级指标和二级指标实施相对重要程度赋值计算后,通过GIS空间分析算法,分析开采区矿山地质环境综合等级赋值频率分布情况,确定矿山地质环境评价的分区阈值,得到开采区矿山地质环境综合分级定量分区结果。实验结果表明,该方法可有效评价非金属开采矿区地裂缝、含水层破坏、地形地貌景观破坏等二级指标等级,可依据二级指标评价结果评价其一级指标等级,具备较好的应用性。     

浅埋深蹬空底板煤柱群动态失稳机理及防治

针对山西元宝湾煤矿浅埋深上覆和下伏柱式采空区中部煤层的安全复采难题,综合采用理论分析、实验室实验、物理模拟、数值模拟和现场实测方法,探究了柱采区蹬空开采底板煤柱垂直荷载及内应力分布形态,并基于Mises等效应力探讨了柱采区蹬空煤柱潜在破坏形式;揭示了柱采区蹬空开采底板关键柱破坏形式及破坏剥落体运动特征;阐明了底板煤柱破...     

房柱法开采矿山采空区失稳模式及机理

房柱法开采矿山采空区稳定性状态是由矿柱和顶板两个基本要素共同决定的。介绍了矿柱和采空区顶板失稳的模式,根据矿山压力与岩层控制理论,分析了矿柱和采空区顶板破坏的力学机理,并对影响矿柱稳定性的因素进行了总结归纳。     

某锡矿缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法

华南某锡矿体由于倾角缓厚度大,构造变形复杂,矿石无法借助自重实现搬运,且顶板暴露面积大,无轨设备无法进入采场作业;同时采空区面积大,若均采用胶结充填则成本过大。针对以上问题,在采用分段空场嗣后充填采矿法的基础上,对采场中的参数进行结构优化,交替布置矿房与矿柱时,对第一步骤回采的矿柱尽量设计较小的尺寸,嗣后进行胶结充填,同时对第二步骤回采的矿房尽量设计较大的尺寸,嗣后进行非胶结充填,从而解决了矿石无法实现自重搬运、顶板管理困难以及胶结充填成本过大等问题。实践证明:改进后的方案使矿山综合生产能力提高112%,矿石贫化率降低0.5%,每年的充填费用减少540万元,提高了综合生产能力,增强了作业效率,实现了矿体开采安全、高效、经济的技术目标。     

某矿采空区灾害分析与处理对策研究

由于多年开采,某矿形成了大量采空区。在对采空区灾害进行详细分析的基础上,根据矿体赋存特点及矿山开采现状,提出采用充填法处理采空区的防治对策。通过对该矿采空区的有效处理,能消除矿山潜在的安全隐患,有利于矿山的可持续发展。该矿采空区的成功治理对策可为其他类似矿山的空区治理工作提供参考。