远程地压监控技术在地下矿山中的应用研究

随着地下开采深度的不断增加,地压控制也越来越重要。结合地下采矿工程地压监控的需要,根据矿山的地压活动特点,提出采用远程地压监控技术来对矿山地压进行研究。研究在受限空间环境下,地下采矿远程地压监控系统的结构组成,并且对软件系统、硬件系统、网络系统进行研究与设计。结合采矿工程的特点,分析应力、位移、压力等传感器的布置要求。通过对地压的监测,得出该矿山的地压活动特点与矿柱目前的稳定性情况。实践结果表明,采矿地压远程监控自动化系统运行稳定,数据准确,能解决人工监测所不能解决的诸如测试人员人身安全、实时监测、已破坏岩体的监测等问题,是采矿地压监控新的发展方向,同时,也是数字化矿山的重要组成部分。     

无底柱分段崩落采矿法开采深埋软破缓倾斜矿体采场地压显现规律

针对小官庄铁矿西区的地质和采矿条件,分别采用采场地压的宏观调查、巷道变形收敛量测、三维弹塑性有限元分析和三维光弹性试验等手段,揭示了用无底柱分段崩落法开采小官庄铁矿西区深埋,软弱破碎围岩和缓倾斜矿体采场地压显现规律。采场地压的显现具有明显的分区分带特征,不同区带中的地压活动程度有很大差异,采场地爪显现具有动态特征。最后指出了影响采场地压显现的重要因素。在—260m水平开采中,采取了相应的措施,有效地控制了地压,获得了巨大成功。     

胶东金青顶金矿深部采矿地压形成机理及预防措施

胶东金青顶石英脉型金矿是我国矿体延深大于延长的代表性的特大型金矿床,矿体侧伏延深已控制1320 m,属于典型的构造控矿类型。目前矿区开拓深度达900 m,采矿深度达805 m,由于地压随采矿深度的增加而加大,脉外巷道出现大面积的挤压裂缝或局部塌落,严重影响了矿山的正常生产。研究矿区深部地压形成机理,改进现存的采矿工艺,以适应深部特有的地压活动规律,从而维持矿山正常持续生产。     

地质结构影响下的金属矿山地压显现机制初探

以金山店铁矿东区为工程研究背景,采用地质调查、位移监测、数值模拟及理论分析方法,开展地质结构影响下的金属矿山地压显现机制研究。研究结果表明,随采矿进深,岩体结构面对采空区围岩地压显现的范围具有明显控制作用,在陡倾优势结构面作用下,采空区上盘围岩形成反倾岩壁,下盘围岩形成顺倾岩壁,上盘地压显现范围远大于下盘;地压显现特征差异明显,结构面主控区的巷道以断面整体偏转变形为来压特征,断层控制的巷道以顶板垂直垮落为主、来压更为剧烈;地压显现的空间错动效应是结构面产状和局部断层滑移综合作用的结果,表现为开采阶段巷道稳定、而已采及深部未采矿体的阶段运输巷道发生大面积连续垮塌冒落。     

浅谈冲击地压机理及防治

随着我国煤矿开采深度和开采强度的不断增加,发生冲击地压的频率也不断增加,通过对冲击地压本质的判定和其发生机理的分析,总结了断层错动型、煤体压缩型、顶板断裂型等三种基本类型的冲击地压;并就相应的冲击地压的防治技术作了简单概括。     

工程缺陷防控冲击地压机理及应用

在对冲击地压显现全面调研的基础上,分析了冲击地压的防控现状与发展趋势,提出了高应力与高能量冲击地压的工程缺陷防控方法。针对冲击地压煤层的工程特性,进行了缺陷的定义与分类,详尽地论述了工程缺陷对冲击地压防控的力学机制;分析了含有缺陷介质体的冲击危险煤层应力分布特征,并结合实例详细阐述了工程缺陷防控冲击地压的机理及具体应用情况,对缺陷体的能量释放范围和程度进行了数值模拟验证,在深部与强冲击能量区域冲击地压治理方面获得了一定的成效。     

基于微震监测及应力场分析的冲击地压预测方法

主要对国内外冲击地压发生情况以及对冲击地压的监测发展情况进行了总结和分析，发现随着矿山开采深度的增加，冲击地压活动越来越频繁，发生的范围也越来越广，但是目前仍没有有效的监测与分析方法能够对冲击地压的发生进行预测预报。为了能够对冲击地压发生实现预测预报，引入地球物理学方法，建立矿山微震监测分析系统。将矿山微震监测系统监测到的矿山微震活动信息，通过网络传输，实现与数值分析系统之间的数据交换：利用微震活动信息修改数值模型的单元信息；借助大规模科学计算，分析开采造成采场以及巷道围岩内部岩体的应力积累、应力阴影和应力迁移过程，进而实现对矿山冲击地压活动进行预测预报。同时，微震监测分析系统能够实现对其他岩石工程动力灾害问题进行预测预报。     

巷道底板冲击地压诱发机理及影响因素

对巷道底板冲击地压诱发机理分析表明,水平应力是诱发底板冲击地压的最主要因素,并确定底板水平应力的计算方法。在对巷道底板岩层梁结构屈曲破断力学分析的基础上,建立了底板冲击地压诱发的判定准则。巷道有效宽度和底板岩层的分层厚度对底板岩层屈曲破断所需水平应力的影响较大,计算出最大水平应力作用下底板关键层以上各岩层屈曲破断的最大分层厚度。研究结果表明,巷道底板岩层层状特征较为明显且岩层分层厚度较小的区域易诱发底板冲击地压。     

我国冲击地压分布、类型、机理及防治研究

在对我国冲击地压分布状况进行研究的基础上，将冲击地压分为煤体压缩型、顶板断裂型和断层错动型等三种基本类型，并分别研究其发生机理，提出了通过煤层注水、卸压爆破、机械振动致生岩体裂隙改变煤体性质防治煤体压缩型冲击地压，通过开采解放层、本层煤解放的高压水射流钻孔割缝、留设煤柱改变顶板运动规律防治顶板断裂型冲击地压，通过限制断层移动防治断层错动型冲击地压等有针对性的治理措施。     

冬瓜山铜矿常规应力变形监测系统及监测技术研究

地下开采是在岩体中进行的,作为地质体的岩体具有非常复杂的力学特性,它与岩体的成岩过程、地质赋存环境及工程活动密切相关。其监测地压活动的目的、对地压变化动态进行监控,保障采矿安全,指导矿山生产有着极为重要的意义。     

煤岩串联组合模型及冲击地压机理的研究

用两体相互作用理论和RFPA2D系统对煤岩组合模型的变形与破裂过程进行了理论和数值试验研究。理论分析表明利用煤岩组合试样可以反映冲击地压过程中的基本力学现象。数值试验考虑了煤岩组合模型中岩石体积含量对于两体最终破裂过程的影响,得到了组合试样的应力-应变曲线和破裂过程中应力场和声发射的分布规律,并把数值和理论结果进行了对比分析。最后,应用数值模拟系统对矿柱示例进行了模拟分析。     

采矿引起的倾倒滑移变形机理及其控制

倾倒变形边坡一般具有反倾边坡结构,其变形的过程和机理比较复杂,涉及的变形岩体范围较大、危害严重。通过岩体位移监测资料的跟踪分析、并对抚顺西露天矿典型高边坡倾倒滑移变形体进行了数值模拟试验,分析探讨了采矿活动作用下的倾倒滑移体变形机理及其对地面变形的影响。分析结果表明,采矿引起的倾倒滑移变形问题是在特定的地质构造和采矿工程条件下产生的,边坡体反倾段岩层变形在整个边坡的变形中起主导作用,地表地基变形主要由断层南侧倾倒滑移体的变形所致,并针对实际问题提出了变形整治方案。     

混凝土结构裂缝形成机理及控制技术探讨

混凝土裂缝已成为影响混凝土结构工程质量的主要因素之一。文章根据长期设计和施工经验,在系统分析混凝土结构裂缝产生的原因的基础上,从建筑材料的选用和配料、结构设计及和施工技术等方面提出了切实可行的预防控制措施。     

基于当量钻屑法的冲击地压监测预警技术研究及应用

 针对济三煤矿现场监测数据,通过分析和数值计算,建立钻屑量、支承压力以及钻孔应力的关系,在此基础上,研制冲击地压实时监测预警系统。通过应力测量代替钻屑量作为冲击地压危险性主要监测指标和实时监测工作面前方应力场的变化规律,实现冲击地压危险区及危险程度的实时连续监测预警。自主开发的分析预警软件可以实时显示随工作面推进的支承应力动态云图和测点应力柱状图,设定报警阈值,以判断危险区域及其危险程度,预报发生冲击地压的可能性。通过多个冲击危险矿井的应用,表明该系统能准确地预报冲击危险区及其危险程度,实现高冲击危险工作面的安全开采。     

机场道面开裂机理及控制技术的研究

机场道面由于承受较大的荷载,再加上施工、环境等外部因素的作用,出现了大量的裂缝。通过对机场道面裂缝的特征进行分析、总结与归纳,探讨了机场道面产生裂缝的原因,在此基础上提出了控制机场道面开裂的有关技术。     

一种冲击地压多参量前兆信息辨识模型及方法

 针对冲击地压预警困难这一难题,基于地音监测提出一种新的前兆信息辨识模型及方法。在固定大小的时间窗口内对地音监测信号进行时频域特征提取,得到11个表征冲击地压灾害前兆的多维特征向量,以实际地音监测数据为训练样本,基于SVM理论建立冲击地压多参量前兆信息辨识模型;提出一种新的SVM学习方法,用于解决工程实际应用中的大规模不平衡数据集训练问题,提高SVM分类准确率及速度。利用地音实测数据作为学习样本对支持向量机进行训练,建立相应的前兆辨识模型进行辨识,准确率达到93.87%。实验分析表明,这种方法有效可靠,样本辨识速度快,能够满足在线监测要求,具有工程应用前景。     

公路填筑路基沉降监测及施工控制技术探究

在公路工程施工的过程中,受到各种因素的影响,施工质量存在一定的问题,路基沉降是施工质量问题中的一个,公路路基沉降,产生的影响较大,为了保证施工质量,需要的公路填筑路基施工的过程中,加强沉降监测,同时加强施工控制技术,为公路路基施工质量提升保障。     

黄土隧道施工期间仰拱底鼓机理及控制技术研究

为研究甘肃某在建高速公路黄土隧道施工期间仰拱底鼓机理,通过数值模拟研究台车和二衬自重、墙脚地基承载力和仰拱受力变形的关系。研究表明,隧道仰拱底鼓由墙脚地基承载力不足引起。根据对仰拱底鼓机理的研究,提出“锁脚钢管桩+钢筋混凝土底板”控制技术,经现场验证,该方案经济、合理,可供类似工程借鉴。     

复合地基变形预测理论与控制技术及工程实践

本文以复合地基(主要研究非散体材料桩复合地基)变形预测与控制为研究对象,讨论了复合地基变形的影响因素和控制技术与措施。提出用整体模式(假象实体法)进行复合土层下卧土层的强度和变形验算时,侧阻力在一定区间(q=0～qsik)内变化的模型,适用于高层建筑的变形预测;采用桩身压缩法进行整体模式中复合土层的压缩变形计算,避开了复合地基计算中颇具争议的复合模量的计算问题;分算模式下卧土层附加应力的计算模型中,应力扩散角的取值应在一定范围(θ=φ/4～φ)内变化。对变形预测,提出以数值计算为辅,人工智能测控为主;建立了新的变形预测与控制理论,并应用神经网络技术进行了某高层建筑复合地基变形预测的工程实践。     

深井软岩巷道底鼓变形破坏机理及控制技术

针对贵州金佳矿111813回风联巷底鼓变形严重等问题,本文通过现场调研、室内试验、理论分析及数值模拟等研究方法,揭示底鼓的变形破坏特点及破坏机制,提出相应的底鼓控制对策,认为巷修时对关键部位的支护增阻能有效防止点-面破坏;改善底板围岩的水理化环境,管控底板水平向应力状态是底鼓整体控制设计的关键。基于此设计了以底板灌浆+横向钢管梁+浅底锚注为主,配合U型可缩性支架,预制小挠度反拱的高阻联合支护方案,后期通过工业性试验对控制设计方案进行了验证,监测结果显示:支护50 d巷道变形趋于稳定,底鼓日均增幅小于1.0 mm,有害变形在可接受范围内,底鼓得到有效控制,断面施工设计满足支护预期。