煤矿冲击地压与冒顶复合灾害研究

随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新灾害类型。在总结山东、山西和新疆矿区典型巷道冲击致顶板(顶煤)动力灾害特征的基础上,提出了深部巷道冲击地压与冒顶复合灾害的概念、机理与分类,指出复合灾害机理关键点在于揭示巷道整体系统和破碎区子系统的稳定原理及其2者间的相互影响。建立了巷道发生复合灾害的力学模型,根据扰动响应失稳判据,提出并得到了巷道发生复合灾害的临界应力Pcr、临界软化区半径ρ_cr和最大容许采扰应力增量σ_max,厘清了灾害发生的主控因素,分析了煤岩冲击倾向指数K、支护强度ps、巷道半径ρ₀、煤岩强度σ_c等对灾害发生的影响规律,同时阐明了围岩塑性软化、破碎深度随地应力增加的发育规律。研究结果表明,破碎发育巷道的动力失稳主体为弹性区、软化区与破碎区构成的不稳定系统,垮落主体为破碎区;稳定的破碎区提升了巷道冲击启动临界值,使其启动难度增大,但破碎区的发育又易引起顶煤垮落;巷道稳定支护是解决复合灾害的关键,科学合理支护既能有效调控围岩破碎防冒,又能提升冲击启动临界值。通过理论研究,揭示了巷道冲击地压与冒顶复合灾害的发生机理,阐明了巷道软化与破碎区及其稳控支护对深部破碎发育巷道动力灾害防治的重要性。     

辽宁排山楼金矿区深部成矿预测及靶区验证效果

排山楼金矿床赋存于太古宇建平群大营子组变质岩中,受近东西向东沟—马家荒韧性剪切带控制。矿区主矿体T1、T8及T4受逆冲推覆作用影响,T4矿体位于北侧,T1矿体居中,T8矿体位于南侧。T1、T8及T4矿体在走向及垂向均未尖灭,符合"白云质糜棱岩—矿体—黑云斜长糜棱岩和长英质糜棱岩"矿体围岩岩性序列,认为T1、T8与T4矿体在走向及深部均具有良好的找矿潜力,并对深部进行了成矿预测,圈定靶区2处。通过对靶区BQ2进行验证,探获了矿体,表明排山楼金矿区深部具备良好的找矿前景。     

煤矿深部巷道支护技术研究

本文对煤矿深部开采时的巷道及支护进行设计,为其他相似煤矿的巷道支护设计提供参考。     

我国煤矿巷道支护的难题及标准研究

随着我国煤矿开采进入深部开采时代,巷道支护已经成为不可避免的挑战。针对煤矿开采过程中存在的问题,主要分析了高应力巷道、软岩巷道以及冲击地压巷道的支护策略,并分析了这些巷道支护标准。可以为有关技术人员提供参考和指导。     

基于证据权模型的赤峰—呼伦贝尔成矿带找矿预测

赤峰—呼伦贝尔成矿带是大兴安岭南部黄岗梁—甘珠尔庙成矿带的一部分，该区域地质构造复杂，地壳以及岩浆岩活动剧烈，在大兴安岭南部区域矿带中形成了多金属矿产成矿潜力。为寻求研究区找矿突破，解决赤峰—呼伦贝尔成矿带的成矿预测理论以及模型预测不完善的问题，提出了一种基于地理信息系统技术和数据权理论的赤峰—呼伦贝尔成矿带找矿预测模型。首先阐述了该预测模型的构建思路，利用地理信息系统空间分析软件（ArcGIS）对获取的研究区域地层信息、构造信息、岩浆岩信息进行空间分析，形成空间数据库；然后将证据权理论应用于预测模型中，构建了赤峰—呼伦贝尔成矿带成矿预测模型。根据构建的模型，进行了成矿预测，通过将空间数据库中的数据代入预测模型中得到该区域内各证据因子的权重以及概率，进而将该区域按照成矿潜力分成3类靶区。经验证，各靶区找矿潜力较好，证明了预测结果的有效性。所构建的成矿预测模型，对于进一步在赤峰—呼伦贝尔成矿带进行找矿勘探研究与实践具有一定的参考价值。     

深井采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论

与浅部相比,深部巷道特别是千米深井采动巷道,地应力高、采动影响强烈,导致巷道围岩变形大、持续时间长、破坏严重,目前的理论不能科学解释深井采动巷道的围岩劣化、大变形与破坏机理。深部开采条件下的巷道围岩大变形破坏理论已经成为煤炭深部开采面临的重大课题之一。为此,采用现场调研与试验、实验室实验、数值模拟和理论分析等方法,从应力强度比出发,并考虑偏应力和梯度应力,提出了采动系数的概念;从力学本质和工程应用的角度明确了巷道强采动和大变形的概念,探讨了其科学内涵,并初步提出确定了强采动和大变形的量化的评价方法;在此基础上,基于深井强采动巷道围岩所处应力环境及其大变形特征,初步提出了深部采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论框架。其核心思想是巷道围岩结构运动、围岩劣化、梯度应力和偏应力诱导围岩裂隙扩展、软岩流变与结构性流变大变形、破裂岩体长时扩容;基本问题包括深井采动巷道围岩应力路径、考虑应力路径的偏应力和梯度应力对巷道围岩的作用机理、巷道围岩锚固承载结构流变大变形、巷道围岩结构失稳大变形等。偏应力和梯度应力导致巷道浅部围岩张拉劈裂扩容和承载区围岩剪切滑动,且承载区围岩剪切滑动对浅部张拉劈裂围岩产生向巷道内的推力,扩容与推力导致浅部锚固体出现结构体滑移流变和整体性的挤入。由传统的软岩流变上升至软岩流变与锚固体结构性流变大变形。巷道围岩结构失稳大变形包括上覆岩层大结构失稳导致的整体移动大变形和松动圈内破裂岩体运动失稳大变形。提出的深部采动巷道围岩流变和结构失稳大变形理论从深部环境、深部岩体及强烈施工扰动相互作用出发,揭示深部巷道围岩应力场时空演变规律和大变形与破坏机理。     

黔北桑木场背斜铅锌矿深部找矿实例分析*#br#

黔北桑木场背斜位于上扬子地块黔北隆起区毕节弧形褶皱带与赤水克拉通盆地的交汇部位，属于有利的铅锌成矿区带。区内铅锌矿的赋矿层位主要有震旦系灯影组、寒武系清虚洞组、高台组及石冷水组，矿体多产于背斜核部并受断层或裂隙控制。通过对地层岩性特征、地表矿化特征、控容矿构造特征、化探异常特征、物探异常特征等进行综合研究，选择在成矿有利地段进行了工程验证，为进一步开展桑木场背斜铅锌矿深部找矿工作提供了思路。     

深部煤柱留巷"卸-支-注"协同控制原理及实践

针对深部煤柱留巷围岩控制难题,在分析煤柱留巷围岩破坏机制的基础上,建立煤柱留巷力学模型,分析支护力、采动应力、煤岩体力学属性与莫尔圆间的相互关系,提出深部煤柱留巷"卸-支-注"协同控制原理。通过对煤柱上方支承压力进行人工调控,降低支承压力峰值和转移应力峰值位置,使其远离煤柱留巷,降低煤柱留巷的采动应力;对破碎围岩进行强力支护,增加巷道围岩的支护力,提高煤柱留巷围岩自承载能力;对煤柱留巷破碎围岩进行注浆改性,提高煤柱留巷围岩内聚力和内摩擦角等力学参数,有效改善煤岩体力学属性,使煤岩体由极限平衡状态过渡至弹性安全状态。通过协调"卸压-支护-注浆"三者的时空关系,使留巷结构体形成合理的能量耗散机制,使留巷结构体由不稳定状态转变为稳定状态。现场应用结果表明:采用"卸压-支护-注浆"协同控制技术后,煤岩体强度提高34.45%,锚索受力降低50%以上,煤柱留巷两帮移近量降低40.79%,顶底板移近量降低69.80%。"卸压-支护-注浆"协同控制技术有效改善了煤柱留巷的围岩力学属性和应力状态,实现了对王坡矿深部煤柱留巷围岩稳定的有效控制。     

基于微震的地压灾害预警体系构建与应用研究

为了研究阿舍勒铜矿深部开采中面临的地压灾害问题，结合现场实际与采动影响下岩体活动致灾模 式，基于现场微震监测的有效事件库，进行了时空强微震活动性因素分析。选取了多种物理意义清晰、数学模型明 确的分析因素：时间因子方面的活跃期与时序集中度 Q 时，空间因子方面的活跃区域与震中集中度 Q 空，定量地震学 因子方面 b 值、βn值、η 值、CUFIT 模型。结合现场微震数据库对各参数的分析，总结了各因素的高低值、趋势特征 及其揭示的地压活动性规律与预警特征：时序活跃期、Q 时高值，空间活跃区域、Q 空低值、低 b 值、高 βn值、高 η 值， CUFIT 模型符合急剧积累至高值后呈下降趋势都表征现场地压显现可能性较大。在此基础上，综合考虑多项时 间、空间、定量地震学参数的预警因素，构建了基于微震的地压灾害预警体系，通过综合判定函数 F 与各因素相关 性及其预警方法进行了现场实际应用，预警效率高、应用效果好。