矿山深部开采岩体稳定性监测技术研究

针对矿山深部开采过程中易发生地压动力灾害的问题，基于微震监测技术，结合矿山实际特点建立岩体稳定性监测系统。优化台网设计，通过定点爆破的方法进行波速校正，最终建立了定位误差在10m,灵敏度在-2.2的监测台网。对监测数据进行波形拾取，分析微震事件时空演化特征，圈定潜在危险区域，并对潜在危险区域围岩变形损伤进行分析。最终总结出微震事件大幅度上升且处于较高水平、空间分布高度集聚、能量指数突然下降而累计视体积迅速上升的动力灾害预警前兆。研究结果可为深部开采岩体稳定性监测提供参考。     

基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡 岩体力学参数修正方法

高海拔高寒地区露天矿边坡岩体的冻融损伤特性对边坡稳定性至关重要。以某高海拔高寒地区露天矿边坡为工程背景,深入分析了冻融循环作用下高寒地区岩体力学特性的变化规律,创新性的提出了基于岩体冻融损伤特性的高海拔高寒地区露天矿边坡岩体力学参数的修正方法,并运用于该露天矿边坡岩体力学参数的修正,得到了可反映岩体冻融损伤的力学参数组,为露天矿开采边坡角的确定和边坡稳定性分析提供了可靠的基础数据。     

基于地质雷达与孔内摄像的爆破防漏施工方法

为了解决在裂隙溶洞岩体条件下,散装炸药由于良好的流动性,容易发生炸药泄漏,形成安全隐患并影响爆破效果的问题。结合具有典型喀斯特地貌特征的贵阳龙洞堡机场三期扩建工程中露天爆破施工的实际情况,以检测数据为基础,提出了一种适用于不良地质条件的散装炸药施工新方法。设计前,对爆区采用地质雷达进行地质检测,探测地下溶洞等不良构造,基于探测数据有针对性的进行爆破设计;使用孔内摄像技术对炮孔内部条件进行检测,从而确定可能发生炸药泄漏的位置。在施工过程中,采用分段装药、包装炸药隔离、高强度聚乙烯膜柔性隔离等技术控制炸药泄漏。在龙洞堡机场扩建工程的露天爆破中应用结果表明,合理运用该技术,可以有效避免混装炸药因泄漏而流失,从而改善裂隙岩体条件的爆破效果。     

乌江渡水电站库区左岸不稳定岩体监测分析

乌江渡水电站大坝上游库区左岸,坝前400 m左右,有不稳定岩体。为保证大坝安全,乌江渡发电厂于1989年至1990年分四次,先后对其进行了坡顶定点爆破卸荷处理,同时在爆破处理后的下部山体,高程为927 m处开挖了一条观测交通洞及五条观测支洞,支洞内设有多个沉陷观测点以及砂浆条带,对爆破处理后的岩体进行监测。经对多年观测数据分析可知,大黄崖不稳定岩体经爆破卸荷处理后,岩体已处于稳定状态,现况良好。     

浅埋偏压岩体隧道施工工法研究

结合合芜高速试刀山隧道工程,分别对CD法和三台阶七步法进行了动态施工数值模拟,并结合变形监测数据,对围岩变形量进行比较分析,定量评价了施工工法的效果。结果表明,隧道穿越浅埋偏压段时,三台阶七步法在控制围岩变形方面比CD法更具优势。     

裂隙数量和开度对低强度岩体力学特性及破坏模式的影响

采用MTS815电液伺服控制试验机对不同裂隙数量和不同裂隙开度条件下的低强度岩体试件进行常规单轴压缩试验，基于试验结果，详细分析了每种类型裂隙试件的应力-应变曲线、强度、变形参数及破坏模式。研究结果表明:① 裂隙数量可使试件应力-应变曲线的峰后破坏阶段由快速下跌转变为台阶式下跌，最后变为水平延伸式缓慢下跌，呈近似塑性流动变形破坏，相对而言裂隙开度对试件应力-应变曲线的影响则非常小;② 受结构效应的影响，试件峰值强度只在水平和倾斜裂隙条件下才随裂隙数量的增加呈明显减小趋势，而裂隙开度对试件峰值强度的影响较小，且存在最弱影响开度值;③ 裂隙数量对不同裂隙倾角条件下试件的变形特征均有较大影响，而裂隙开度只对倾斜裂隙试件的变形特征影响较为明显;④ 裂隙数量对倾斜和垂直裂隙试件破坏模式的影响要比水平裂隙试件的明显，但影响规律不明确。裂隙开度可以完全改变垂直裂隙试件的破坏模式，使其由纯拉伸破坏向单一剪切破坏转变，但对水平和倾斜裂隙试件的破坏模式基本没有什么影响。     

节理岩体边坡采动损伤与可靠性分析

为定量分析节理岩体边坡的采动损伤对边坡可靠性的影响,通过对大孤山铁矿下盘混合岩边坡进行现场勘测与模糊C均值聚类优化分析,确定了岩体2组优势节理的倾向、倾角、迹长和密度的随机分布参数。利用Hoek-Brown强度准则参数m和s与岩体质量分类指标GSI和扰动系数的关系,采用Monte-Carlo模拟抽样技术获得了节理岩体强度的随机分布参数。建立了节理岩体损伤与扰动系数D的联系,应用Kawarnoto损伤张量对采动损伤进行了数值分析,并根据Rosenblueth原理获得了扰动系数D以及反映时空效应和各向异性的岩体强度随机分布参数。基于此,定量分析了大孤山铁矿下盘混合岩节理岩体边坡采动损伤的时空变化特征及其对边坡稳定性的影响。结果表明,采场底标高从-87 m降至最终-450 m时,坡顶至-87 m水平同一高度滑弧可靠性指标相对下降7.7%,原因为采场下移导致节理岩体损伤加剧、强度降低所致,并且危险滑面逐渐向坡面偏移,与坡面近处岩体的损伤较大相关。     

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。