采空区顶底板收敛在线监测技术研究与应用

针对传统采空区顶底板收敛离线监测存在的问题,提出了一套顶底板收敛在线监测系统,系统由传感器、数据采集模块、无线通讯模块、数据展示与分析软件平台等组成,选用了适用于采空区顶底板的收敛监测传感器,设计了一组电压处理电路,用于采集变换磁致伸缩传感器的输出电压,研究了ZIGBEE无线数据通讯模块,并基于该技术实现了位移监测传感器在采空区中的多点分配和布置需求。攻克了数据采集、无线传输、数据分析、高可靠性、高防护等关键技术。将系统应用于某矿山采空区顶底板收敛监控试验,试验监测结果表明,系统具有精度高、稳定性好等特点,可为矿山采空区顶底板收敛在线监测提供可靠技术手段。     

多元统计分析在滨海矿区水源识别中的应用——以三山岛金矿为例

海底矿山突水是矿山开采亟待解决的问题，通过对矿山巷道水的研究，能够划分出矿山突水水源类型，进而对突水可能性作出预测。以山东三山岛金矿西山矿区地下水系统为例，对其31个水样的水化学资料进行多元统计分析研究。利用因子分析法对存在相关关系的变量进行空间降维处理，找出能够反映大于90%水样水化学信息的公共正交因子，以其作为系统聚类变量。运用系统聚类并结合实际地下水性质，将研究区地下水划分为典型的2类，然后建立矿区水源的Bayes线性模型，并对其进行验证。通过因子分析法和系统聚类分析法得出，-375 m中段涌水水源划分为2种类型，并得出2种具体的判别函数。结果表明：多元统计方法判别水源具有快速、准确且经济的特点。     

三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场。通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法。该采场方法的各个开采中段与主斜坡道相通,设备可在各个中段之间按照开采计划进行调度;中段通过辅助斜坡道与各个分段相通,保证设备在生产中段内部的作业调度;各分段均布置采场联络巷与矿体连通,方便设备进入矿体进行凿岩、爆破、铲运等作业,有利于无人机械设备在各个地点通行作业。采矿过程涵盖了“掘—采—运—充—辅助”各工艺环节的连续无人作业过程,能够有效保障多类型无人开采装备安全、高效和连续化生产、运行,在保障矿山生产安全的同时,提高矿山生产能力,对我国未来矿业智能化发展具有推进作用。     

三山岛金矿西山矿区主要透水中段裂隙分布规律与三维建模

裂隙作为岩体变形的关键部位及可能的透水通道，严重威胁着矿山尤其是滨海矿山开采的安全。位于山东省莱州市的三山岛金矿西山矿区，地处渤海南岸海滨平原，矿区断裂发育，上覆海水持续威胁着矿山的安全生产。因此，查明裂隙的空间分布情况是研究矿区岩体稳定性及巷道突涌水的一项极为重要的基础工作。结合三山岛金矿西山矿区多年井下水文与裂隙监测数据，对主要透水巷道的裂隙倾向、倾角和间距等几何参数进行统计分析，绘制了裂隙走向玫瑰花图、倾向倾角极点等密度图以及各参数频率分布直方图，对裂隙参数进行了分布规律拟合，并通过MATLAB编程完成了各巷道围岩离散裂隙网络的三维几何建模，能够直观、动态地展示出裂隙的分布情况。结果表明：三山岛金矿西山矿区主要透水中段有-375， -510，-600 m中段，各中段按倾向皆可分成2～3个裂隙组，以NW向和SE向居多，倾角均较大。每组裂隙的倾向、倾角和间距等几何参数可近似认为服从对数正态分布、正态分布或负指数分布，为离散裂隙的定量化提供了可能。根据参数分布规律生成的三维裂隙网络模型能够较好地反映裂隙的几何特征。通过与矿区3条断裂带的对比，得出3组裂隙中属于张扭性断层F3断裂带的裂隙组的渗透能力较其他2组（F1、F2断裂带）强，可为考虑离散裂隙的巷道围岩稳定性分析、采矿过程中裂隙渗透性变化及突涌水通道的判别提供重要参考。     

采空区顶底板收敛在线监测技术研究与应用北大核心CSCD

针对传统采空区顶底板收敛离线监测存在的问题,提出了一套顶底板收敛在线监测系统,系统由传感器、数据采集模块、无线通讯模块、数据展示与分析软件平台等组成,选用了适用于采空区顶底板的收敛监测传感器,设计了一组电压处理电路,用于采集变换磁致伸缩传感器的输出电压,研究了ZIGBEE无线数据通讯模块,并基于该技术实现了位移监测传感器在采空区中的多点分配和布置需求。攻克了数据采集、无线传输、数据分析、高可靠性、高防护等关键技术。将系统应用于某矿山采空区顶底板收敛监控试验,试验监测结果表明,系统具有精度高、稳定性好等特点,可为矿山采空区顶底板收敛在线监测提供可靠技术手段。     

三山岛金矿海底开采F1断裂防突结构可能的破坏形式分析

不同矿山具有不同的突水形式和突水机制,对于完全位于海底之下的三山岛金矿新立海底矿区,其水文地质条件、围岩力学属性、矿体形态及其与断层的相对位置决定了其突水机制不同于其他矿山尤其是煤矿常见的突水机制。新立矿区防突结构可能的破坏形式与矿体顶部第四系黏土隔水层以及F1断裂带断层泥隔水带紧密相关,顶板隔离层破断突水和F1的滑动突水是目前可能的突水模式。针对海底矿床开采特有的水文地质结构,在阐明防突结构本质属性的基础上,采用数值模拟手段,分析了不同开采工况下F1断裂防突结构可能的破坏形式。模拟结果表明,当开采规模不大时,F1断层滑动范围仅局限在采空区附近,对顶板隔离层部位F1不会产生影响;但随着海底开采规模的扩大,顶板隔离层部位的F1最终会产生滑动。