露天采场高陡边坡下深部采空区的爆破处理研究

鞍本地区是我国最大的BIF型铁矿集中分布区,其铁矿资源量/储量约占全国总量的1/4,但由于日伪时期的掠夺式开采和矿业整合开发前的无序开发利用,在一定深度空间内遗留了大量隐伏采空区,为后期实现规模化露天开采带来极大的安全隐患,成为制约露天铁矿资源安全高效开采的难题。以弓长岭露天铁矿大砬子采区高陡边坡下的深部采空区为研究对象,利用LS_DYNA软件进行采空区的安全爆破模拟研究,结合现场深部采空区爆破参数试验结果,提出了采用孔中起爆处理采空区的方法,具体参数设置为空区预留顶板厚度3 m,孔间延期时间42 ms,排间延期时间75 ms,平均炸药单耗0.237 kg/t。在上述分析的基础上,针对大砬子露天采场高陡边坡内的深部不规则多层采空区提出了分层、分区安全爆破处理的技术方案,且空区边界用切割爆破方法处理,爆破处理效果良好,采空区得到了安全有效治理。     

龙滩坝8#采场地压监测与结果分析

为掌握龙滩坝8#采场矿体在开采过程中地压的变化规律，在结合现场实际情况的同时，根据开挖揭露的地质条件，采用钻孔应力计、锚杆应力计、收敛计、多点位移计和声发射对采场矿柱、顶板及巷道变形情况进行监测，得到回采过程中矿柱、顶板、巷道的受力状况。掌握采场地压的变化规律，为矿体的开采设计提供参考。     

纳林河二号煤矿工程地质特征及开采条件分析

煤矿在巷道掘进过程中顶底板事故频发,对矿井的安全生产造成了极大影响。纳林河二号煤矿作为一对新建矿井,面临更为严峻的顶底板稳定性问题。通过岩石质量指标(RQD),岩体质量系数法(Z值)和岩体质量指标法(M值)对主采的3~(-1上)煤和3~(-1)煤顶底板稳定性进行了评价,然后分析了矿井面临的其他开采地质条件。研究结果表明:3~(-1上)煤层顶板属于不稳定型顶板,其底板属于极软-松软(Ⅰ～Ⅱ)型底板; 3~(-1)煤层顶板以不稳定型为主,局部为中等稳定型顶板,底板属较软(Ⅲa)型底板;其他开采地质条件综合评定为中等类型。通过对矿井的工程地质条件和其他开采条件分析,为煤层安全开采、巷道支护和管理提供了依据。     

铁山岩体北东部铁铜多金属矿成矿规律及成矿预测

铁山岩体北东部分布有多个中、小型矿床，受矿山开采和工作程度影响，多数矿床周边和空白地段未进行评价。为进一步开展矿区深部及其外围找矿勘查工作,扩大资源储量，通过对以往资料的整理分析，结合近些年矿床（点）的勘查资料，从地层、岩浆岩、控矿因素和物探等方面入手，总结成矿规律，并结合物探成果对矿区外围及空白地段进行预测，提出成矿预测靶区，A级3处，B级2处，C级2处。表明研究区内找矿前景较好,值得进一步开展工作。     

可爆性分级在露天矿生产中的应用

从岩石性质出发,区分了坚固性和可爆性的差别,以现有岩石可爆性分级为参考,从岩石物理力学参数出发,选出了对岩体可爆性有重要影响的物理力学参数,并充分考虑动力冲击荷载作用,融合现场工作经验,为岩石可爆性及露天矿爆破炸药单耗选取提供了参考。     

工程地质科技发展与进步

进入21世纪,工程地质勘察新技术、新方法发展迅猛,西北院为适应日益竞争激烈的市场,以科技为引领,提高勘察技术进步。近年勘察技术进步主要在3D激光扫描技术、工程勘察技术数字化、定向钻孔测试设备研发及综合勘察技术、地质遥感解译、岩土数值模拟等方面。科技研发主要集中在复杂边坡、深厚覆盖层、岩体结构、特殊性岩土等方面,在以下方面取得研究进展:层状岩质边坡复杂变形破坏机理、失稳模式及治理措施;水库滑坡及塌岸稳定分析、安全防控措施研究及其工程应用;倾倒岩体变形破坏与分类;工程岩体缓倾角结构面;基于量化指标的高拱坝建基岩体可利用标准和建基面选择;超高面板坝巨厚砂砾石料层"深井法"勘察与可利用性评价技术;深厚覆盖层坝基工程特性;城市地下铁道工程富水砂卵石地层勘察与评价;西北地区大型风力发电场盐渍土工程地质特性等。     

综合物探方法在隐伏铝土矿床定位预测中的应用研究

以河南渑池礼庄寨地区铝土矿调查评价为例,研究总结了测区地层、构造、电性特征,通过开展可控源音频大地电磁、高精度重力剖面、音频大地电磁等综合物探方法测量,进行了隐伏铝土矿床定位预测应用研究,取得了一定的进展。     

电磁精细探测法在隐伏型导水地质裂缝勘探中的应用

针对传统隐伏型导水地质裂缝勘探方法存在勘测精度较差的问题,提出电磁精细探测法探析隐伏型导水地质裂缝。依照屏蔽系数、实测场强和理论场强数据绘制综合曲线图,通过该图获取隐伏型导水地质裂缝所处位置几何阴影范围,采用层析成像法得到网格化的工作面,获取隐伏型导水地质图像。通过图像直接观测隐伏型导水地质工作面裂缝所处位置,在此基础上,观测四个电磁场分量,采用正交电磁场分量计算介质视电阻率,依据计算视电阻率数值和视电阻率分布状态研究裂缝发育情况和裂缝富水程度。结果表明:采用该方法能较为精准地获取隐伏型导水地质裂缝位置。通过裂缝位置进一步检测出隐伏型导水地质裂缝最大发育高度为63.5 m。当视电阻数值不断增加时,隐伏型导水地质裂缝和裂缝富水性逐渐减小,与实际情况较为相符,说明该种方法探析效果较好。     

深部破碎岩体巷道围岩控制技术研究

某金矿进入深部开采后，由于围岩破碎，巷道开挖后出现了明显的变形和破坏现象，难以满足其服务期间的稳定性要求。针对这一问题，采用现场调查、数值模拟和现场试验等手段开展了研究。首先，分析了巷道变形和破坏特征，认为该矿巷道破坏表现为两帮破坏，然后发展至顶板。其次，从充分利用深部破碎岩体自承能力的角度出发，提出了马蹄形巷道设计方案，并采用数值模拟的方法分别模拟了矩形巷道，直墙半圆拱巷道，直墙三心拱巷道和马蹄形巷道的开挖过程，结果显示当采用马蹄形巷道时，能够减小围岩应力松弛区的范围，改善围岩的受力条件，极大限度地抑制了围岩的变形和破坏。再次，给出了优化的马蹄形巷道支护方案，在传统只采用顶板锚杆的基础上增加两帮锚杆和穿带，其中，顶板锚杆间距 1.5 m，两帮锚杆间距 1.0 m，排距均为 1.0 m。最后，将得到的马蹄形巷道方案应用到该矿-900 m 分段联巷的工程实践当中，结果表明马蹄形巷道施工后围岩没有发生明显的变形和破坏，取得了较好的施工效果，保证了巷道的稳定性。通过本研究可以为该种类型的深部破碎岩体巷道的围岩控制技术提供参考和借鉴。