深井高应力矿床开采地压监测与分析

针对冬瓜山深井矿床开采具有岩爆倾向的特征,提出了应力变形的监测系统方案,并根据实际监测结果进行了矿床开采围岩应力应变分析。实践表明,监测系统的建立及对监测数据的分析,更好地揭示了冬瓜山深井矿床开采围岩的地压活动规律,对矿山安全生产具有重要指导意义。     

深井金属矿山岩爆灾害研究现状

越来越多的金属矿山将进入深井开采,随着开采深度的增加,最显著的变化是显现“高应力、高温和高孔隙水压”的“三高”特性。高应力条件下的岩爆灾害是深部开采遇到的突出问题之一。较为系统地阐述了深井金属矿山岩爆灾害的研究现状,包括岩爆的影响因素分析、岩爆灾害预测预报技术和岩爆灾害控制技术。     

深井矿山有岩爆倾向的巷道加强支护研究

由于高应力、高温度等复杂的地质条件作用,深部开采诱发了各种地质灾害,尤其是岩爆产生的破坏影响尤为严重,不但给矿山生产造成了严重威胁,而且严重制约着矿山的生产能力及采矿成本。基于国内外发生岩爆矿山的地质及开采概况,对岩爆发生的主要影响因素进行了分析与探讨,并对有岩爆倾向性的井下巷道等工程提出了针对性的加强支护方案,为后续井下巷道的支护方式提供借鉴。     

深埋矿床开采中的岩爆问题

岩爆机理和岩爆防洽措施的研究在我国还刚起步。本文在借鉴国外深井开采岩爆防治经验和理论研究成果的基础上，做了一些有益的探讨。     

六苴矿床“刀把”矿段深井开采技术问题及对策

阐述了六苴矿床“刀把”Ⅳ期以下深部资源的开采现状,分析了深井开采过程中矿井高温热害、岩爆、目前使用的采矿方法不适应深井开采的三大技术难题,提出了优化通风工作、辅以制冷降温措施、加强岩爆预测预报、更新采矿方法等对策.结果表明,矿井通风降温、强化岩爆管理、采用垂直分条充填采矿法和组合分段充填采矿法可以解决目前六苴矿床深井开采的主要技术难题.     

浅谈岩爆对深井开采的影响

通过对岩爆现象的介绍,阐述了岩爆现象对深井开采的影响,并概述了岩爆的防治和支护方法。     

某深井矿山岩爆特征及形成机理研究

地应力、构造发育。对矿山地质条件进行了阐述,通过现场调查,描述了岩芯饼化和围岩剥落现象,分析了岩爆特征,总结了发生岩爆的基本规律,对8#矿体进行了岩爆类型和岩爆烈度分级划分,得出了该矿体围岩从1 451 m中段至1 261 m中段具有中等至强烈岩爆倾向性,从原岩应力、地质构造及开采深度等岩爆影响因素分析了岩爆发生的成因和形成机理,为选择合理的采矿方法和岩爆控制技术措施提供了重要依据。     

试论深井硬岩矿山岩爆巷道支护

本文总结了国外深井硬岩矿山岩爆巷道支护的概况、岩爆引起的巷道破坏形式 ,论述了岩爆巷道支护的一般原理、支护单元的特点及支护应考虑的因素。最后 ,根据我国深井开采的实际 ,指出了我国深井硬岩矿山岩爆支护研究的方向。     

冬瓜山铜矿微震监测系统建立及应用研究

冬瓜山铜矿是千米深井开采有岩爆倾向的硬岩金属矿山,建立了微震监测系统以实现岩层活动的连续监测和岩爆的实时预报.综合实际工程条件和拟定传感器空间网络方案的地震事件定位精度和系统灵敏度计算结果,实现了微震监测网络的优化.建立的数字化多通道微震监测系统具有先进和丰富的地震学定量分析和可视化解释功能,可以完成多重聚类和时间序列分析.在冬瓜山铜矿已记录的监测数据的基础上,开展了矿山地震信号识别、矿山地震活动分析方法和地震活动规律等研究,取得到了初步成果.     

某深井矿山岩爆预测模式研究

针对某深井矿山的微震监测信息,采用地震学原理进行震源参数量化计算,结合现场岩爆记录,对井下地压活动与微震参数时空变化的响应规律进行了研究.结果表明:一定时间域内微震参数的空间变化反映了岩体的应力分布状态,可做为岩爆危险区识别的依据;一定空间域内微震参数的时间变化与岩体破裂过程紧密相关,震源参数随时间突增、骤减等异常变化表征岩体不同的变形阶段.基于研究结果,提出以应变硬化结束应变软化开始的时间点作为岩爆预警点,构建了该矿岩爆预测的一般模式,实际应用效果较好,为类似矿山的岩爆预测提供了借鉴意义.     

基于模糊数学法的阿舍勒铜矿深部岩体岩爆倾向性预测

在地应力测试和岩石力学参数试验的基础上,首先采用单指标评价法,如:岩石脆性系数法、能量冲击性指数法、岩石弹性能量指数法等,对阿舍勒铜矿深部岩体的岩爆倾向性和烈度大小进行了预测,发现采用不同的岩爆倾向评价方法,其结果会存在一定的离散性。基于单指标评价结果,采用模糊数学评判法,建立数学模型,对阿舍勒铜矿深部围岩体岩爆倾向性进行了综合分析计算,评判结果表明:凝灰岩、铜硫矿、黄铁矿三种岩性岩爆倾向性分别为弱岩爆倾向、中等岩爆倾向、中等岩爆倾向,评判结论与现场实际情况吻合,表明使用模糊数学综合评判法预测岩爆倾向性可靠有效。     

深部矿山巷道岩爆倾向性预测及防治技术研究

在深部矿山开采过程中,由于高地应力及复杂地质条件,岩爆时有发生。利用多种岩爆判别标准,并结合层次分析-模糊综合评判深部岩体的岩爆倾向性,结合矿山实际情况,提出岩爆防治措施,并根据岩爆支护设计原则,设计了两种可行支护方案,分析应力集中部位、大小等参数以及破坏特征,与矿山原方案作对比,进行支护优化。结果可为矿山开采岩爆防治提供参考。     

阿舍勒铜矿深部岩爆倾向性综合分析应用研究

通过现场调查、地质钻探、地应力测试, 初步判断阿舍勒铜矿深部岩爆倾向性。依据室内试验结果运用6种不同岩爆评价方法对凝灰岩、铜硫矿、黄铁矿3种深部主要岩性进行了评价, 并基于模糊数学多因素综合评价其岩爆倾向性分别为弱、强、强。该研究对其他深井矿山岩爆倾向性分析具有一定的指导意义。     

构造应力场煤巷掘进冲击地压能量分区演化机制

在新建深部矿井,原岩应力区煤巷掘进冲击地压问题日益突出,且现场破坏具有区间性和方位性特征,为揭示这一机制,针对深部构造应力场条件下的煤层掘巷,基于数值模拟和理论分析研究,建立不同掘进速度下围岩弹性能空间分区演化模型,划定能量非稳态释放边界,分析其分布形态与能量特征,结论与现场实际破坏情况较为吻合。研究结果表明:依据弹性能所处状态及变化特征的不同,构造应力场煤巷掘进围岩在空间上可划分为6类区间,顶底板内同时分布能量积聚区和释放区,而巷帮仅存在能量释放区,这与最大主应力的做功特征密切相关。掘进速度增大时,围岩弹性能释放区的走向范围将同时向两端扩展,非稳态释能边界沿走向不断拉长,具有冲击风险的范围不断扩大。构造应力场中,巷帮潜在冲击启动区位于工作面附近,其冲击发生必要条件包括高原岩应力和快速掘进。巷帮和工作面潜在冲击启动区均位于围岩浅部。由于滞后区顶底板能量非稳态释放前积聚水平更高,加上顶板和帮部支护作用,导致底板滞后区冲击破坏强度要大于工作面附近顶底板和巷帮冲击破坏强度。研究结论与构造应力场现实冲击案例较为吻合,对构造应力场煤巷掘进冲击地压监测预警及解危方法的研究具有参考意义。     

冲击矿压的强度弱化减冲理论及其应用

提出冲击矿压的强度弱化减冲理论，即采取松散煤岩体，降低强度和冲击倾向性，使得应力高峰区向岩体深部转移，并降低应力集中程度，使发生冲击矿压的强度降低，使得煤岩体中所积聚的弹性应变能达不到最小冲击能，从而防治冲击矿压的发生.强度弱化减冲理论在三河尖矿的生产实践中得到了有效的验证.     

冲击矿井沿空掘巷合理护巷煤柱尺寸研究

为解决冲击矿井沿空巷道煤柱合理留设的问题,结合工程实践,基于煤柱宽度对巷道围岩稳定性的影响,采用FLAC数值模拟不同宽度护巷煤柱下围岩支承压力、塑性区的演化,分析煤柱应力场变化趋势。实践表明:深井小煤柱护巷技术能够保证沿空巷道的稳定性,确保安全生产。     

虹梯关隧道围岩岩爆分析

虹梯关隧道隧址围岩以硬质岩为主,该隧道属特长深埋隧道,其附近地质构造也十分发育,工程地质条件复杂,发生岩爆可能性很大。通过对岩爆影响因素的分析,采用水压致裂法地应力测试,经陶振宇判别法、切应力准则等应力判断方法,认为虹梯关隧道隧址部分地段可能会发生轻微～中等岩爆。     

大红山铁矿深井大规模开采岩爆综合评价

大红山铁矿是特大型深埋矿床,在深井开采时遇到的一个技术难题就是岩爆。为评价岩爆倾向性烈度,对该矿深部5种岩样进行室内岩爆倾向性试验,并采用声发射方法确定岩石接近峰值强度时的卸载点;通过地应力现场实测和三维有限元数值模拟,获得深部最大主应力和巷道开挖后最大切向应力;采用最大主应力判别法、切向应力准则、强度脆性系数法、变形脆性系数法、弹性应变能储存指数法这5种评价方法,对岩样的岩爆倾向性进行单项指标评价,分别得到各矿岩岩爆倾向性烈度。然后采用模糊数学法,对各单项指标评价结果进行综合评价。结果表明:深部主要矿岩体总体上具有发生中等岩爆和强烈岩爆的倾向性。最后,通过评价结果,在岩层图上绘制典型水平岩爆倾向性分布区域,可为深部开采和岩爆防治提供参考依据。     

深部巷道岩爆防控措施效果对比研究

深部开采面临“三高一扰动”问题，易发生岩爆等地质灾害。分析了深部巷道破坏特征，提出了锚网喷支护、钻孔卸压、注水等岩爆防治措施，并基于FLAC3D构建了11个数值模型，对比顶板位移变化及切向应力，选择二郎山判别准则判别各方案的岩爆情况。结果表明:1)超前钻孔比周边钻孔更有助于改善顶板位移，超前钻孔和周边钻孔均为最优卸压方式；2)三种支护方式未能改变巷道顶板与边帮的岩爆倾向性结果，但是切向应力值有所下降；3)超前钻孔和周边钻孔组合施工的方案优于两种卸压方式单独施工的方案；4)考虑围岩软化及锚网喷支护条件下超前钻孔和周边钻孔均施工，使巷道顶部岩爆剧烈程度从中等岩爆降低至弱岩爆，拱脚处岩爆剧烈程度从中等岩爆降低至弱岩爆，侧帮岩爆剧烈程度从弱岩爆降低至无岩爆。将方案11应用于大红山铜矿40水平采准干线，岩爆防治效果良好。