金属矿山采空区3D激光探测新技术

针对我国金属矿山存在的大量采空区安全隐患, 在国内首次提出了以3D激光探测技术为基础的空区探测新方法。根据在大厂矿区的探测试验及相关应用实例表明, 该技术提高了采空区探测的准确性和精度, 可精确获取空区的空间几何参数, 如长度、面积、体积、围岩及顶板的变形和变化关系等, 为空区安全评价与治理以及矿山回采设计等提供了相对可靠的参考依据。     

金属矿山地下采空区风险评价体系的研究

概述了采空区灾害的风险评价体系,提出了采空区风险评价的工作流程.首先对采空区进行危害辨识,在危害辨识的基础上进行风险分析和风险判断,得出采空区风险相对值,根据采空区风险评估结果确定有效的风险控制措施.阐述了采空区危害辨识和风险评估的基本原理及流程.     

采空区破碎岩石承压变形及分形特征研究

为了研究采空区破碎岩石的承压变形及分形特征,利用自主研制的大尺寸破碎岩石变形-渗流试验系统分别对不同岩性、不同轴向应力和不同粒径级配条件下的采空区破碎岩石进行了承压变形试验。试验结果表明:破碎岩石压实后,大粒径岩块质量减少,小粒径岩块的质量增多,处于中间粒径区间的岩块质量变化趋于稳定,岩块整体体积逐渐减小;岩石的强度与岩石压缩后分形维数呈负相关关系,岩石强度越低,抗变形能力越差,压实后分形维数越大;随着轴向应力的增大,大粒径岩块质量减少速度趋于缓慢,分形维数不断增大,分形维数的增长速度逐渐减小,最后趋向于0;破碎岩石试样中的大尺寸岩块含量越多,压实后岩石试样的分形维数增量越大,岩石破碎程度较为剧烈。     

采动岩体裂隙分形特征的实验研究

利用相似材料模拟实验模拟采动岩体裂隙的形成过程和分布状态，运用分形几何理论研究采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体裂隙的分形特征。实验结果表明：当采掘工作结束且岩移基本稳定之后，采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体的分形维数分别为1．17、1．06和0．98，冒落带分形维数是裂隙带的1．1倍，裂隙带分形维数是弯沉带的1．08倍。     

采动岩体裂隙分形特征的实验研究

利用相似材料模拟实验模拟采动岩体裂隙的形成过程和分布状态 ,运用分形几何理论研究采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体裂隙的分形特征。实验结果表明 :当采掘工作结束且岩移基本稳定之后 ,采空区冒落带、裂隙带和弯沉带岩体的分形维数分别为 1.17、1.0 6和 0 .98,冒落带分形维数是裂隙带的 1.1倍 ,裂隙带分形维数是弯沉带的 1.0 8倍     

采煤机截齿截割阻力曲线分形特征研究

基于分形理论，给出了分形特征的一般形式及其计算方法——非闭合分形曲线长度与围成面积的估算模型和盒维数的算法。在盒维数计算中，提出了覆盖曲线盒子总数的累加算法，并明确给出了评价截割阻力曲线的分形维数等特征量的实际物理含义。     

金属矿山条带状老旧采空区尾砂充填治理技术

金属矿山在长期的采矿活动中形成了规模巨大、情况复杂的地下隐伏采空区,给矿山生产带来严重安全隐患,尤其对于矿区建设场地内存在的下伏采空区,必须采取合理的治理措施。借助江西某矿山采空区治理工程,针对施工中遇到的条带状采空区,综合采用了改进型组合钻具、高精度陀螺测斜仪、陀螺偏心纠斜工艺及井下电视探测技术,保证充填钻孔能够直达采空区顶板;充填施工中,优化选取尾砂-水泥膏状浆液配比,采取了多项技术措施控制充填接顶和冒落堆填体的胶结,有效保证了采空区治理效果。相关研究成果和技术措施可以为类似工程提供借鉴和指导。     

瑞雷波法检测金属矿山采空区

介绍用瑞雷波法检测金属矿山采空区。由于金属矿体和井下水对电磁波的影响，使得那些利用电磁波进行探测的仪器，比如探地雷达的使用受到了限制。而运用瑞雷波法就能克服这一限制，在工程地质和岩土工程勘查中有广泛用途。     

铜陵矿集区断裂分形与多重分形特征

铜陵矿集区是我国重要的有色金属生产基地,断裂构造控制了区域岩浆侵入和成矿作用,为了定量表征区域断裂的复杂度及其对成矿的贡献,分别采用了计盒维数法和多重分形谱计算了全区和4个子区域的断裂分形参数。结果表明,研究区的断裂在0.1~3 km的尺度内具有良好的自相似性,盒维数为1.29。4个子区域多重分形谱宽Δα的大小排序为I区II区III区IV区,Δα的大小关系与区域实际成矿有利度的强弱关系高度吻合。断裂的多重分形谱宽Δα可作为区域成矿预测的一个量化指标,本区形成大规模铜多金属矿化的断裂临界Δα应在1.35左右。     

超微颗粒形状的分形特征

讨论了粗糙颗粒二维轮廓的分数维表征,分析了用分数谐函数表征颗粒形状的方法,介绍了超微颗粒几何生长模式与分形特征.     

金属矿采空区信息获取及管理研究

本文采用空区探测系统CMS对空区进行精密探测,并运用大型矿业软件SURPAC对探测数据进行处理,准确获得了采空区的三维形态、空间位置、实际边界、体积、顶板面积等信息。在此基础上,运用数据库技术成功地研制了在Windows XP操作平台上运行的空区信息管理系统,从而为金属矿采空区信息的有效获取及管理提供了一种有效的技术手段。     

采空区的三维扫描探测及其在露天矿山中的应用

在通过地质钻和潜孔钻对采空区进行钻探的基础上,利用钻通采空区的空区探孔,下放空区三维激光扫描仪对空区进行扫描获得空区形状、方位、埋深等参数,为后续空区处理提供准确资料。实践证明,该方法无论对现有矿山规模的正常生产,还是后续铜硫大开发项目的基建工程和正式运营均大有裨益,创造了巨大的社会经济效益,推动了大宝山矿的危机矿山转型。     

邵东石膏矿采空区稳定性评价

通过对邵东石膏矿井下采空区及地表稳定性的分析和评价, 指出电视塔附近的4个采空区为需要重点治理的区域, 提出了治理建议, 可作为以后治理对策的参考。     

基于分形几何理论的岩体结构面分布特征研究

基于分形理论和现场岩体结构面调查，对岩体结构面进行了统计分析，网络模拟和分形维数计算，探讨了分形维数据和结构面分布密度程度之间的关系，并将分形维数应用于矿山工程岩体的质量评价。     

综合物探技术在煤矿采空区探测中的应用

小煤窑的无序无证开采,形成的采空区等地质异常体常因富含水或瓦斯而成为影响煤矿安全生产和建设的隐患。为解决上述问题,本文介绍了活性炭测氡法、瞬变电磁法和可控源音频大地电磁法三种勘探方法的原理、特点以及在采空区探测中的应用效果,并以太原煤气化嘉乐泉煤矿周围采空区的探测为例,证明了三种方法互补,互证,定位、定性准确,探测效果明显。     

刘庄矿综放工作面采空区“三带”分布规律研究

为了加强对综放工作面采空区“三带”分布规律的研究,本文以刘庄矿1307综采工作面为例,采取计算机模拟和现场实测相结合的方法进行了较为深入的研究,从理论与实践两个方面得出该综采面采空区的“三带”分布情况,为该综采工作面的安全生产提供了理论支持和操作上的指导,同时也为其他工作面和国内其他煤矿采空区防灭火提供了参考依据.     

冬瓜山铜矿西山采空区治理工程研究与实践

冬瓜山铜矿西狮子山矿床是上世纪60年代始采的矿床,2002年闭坑后形成了一个特大空区群,这些采空区体积大、分布范围广,给矿山正常的生产带来了极大的安全隐患。为此,冬瓜山铜矿结合矿山自身的特点,经过多方面的调查、研究、论证,采用全尾砂对采空区进行了充填处理,实践中采用分步实施的原则,将东狮子山采空区作为试验地点,完善并取得成功经验后推广到西狮子山采空区应用。项目取得了良好的经济效益和社会效益。     

金属矿山数字化

金属矿山数字化可以充分开采资源,高效进行矿山生产,降低工人劳动强度,提高矿山企业经济、社会效益。为了达到这个目的,提出利用金属矿山GIS实现数字化管理,实施金属矿山的数字化设计以及生产计划设计,实现地质勘察、测绘、开采、调度数字化,从而建立了由数字化管理、设计、生产组成的金属矿山数字化。     

软岩巷道变形破坏红外温度场的分形特征

根据软岩巷道模型加载过程的红外热图,研究了红外辐射温度场的分形性质,计算了红外热图的分形维数并研究了其物理意义,通过对分形维数时间过程的分析得到了软岩巷道变形破坏的规律。红外热图的分形维数不仅表达了软岩巷道变形过程中裂纹的复杂性、裂隙的形态、尺度等的几何特征,也表达了其动力学特征。研究结果表明:可以根据红外热图的分维数对岩石的变形特征、损伤破坏程度、以及破坏前兆进行分析、评价与预报。     

护顶层对石膏矿采空区稳定性影响研究

大多数石膏矿山采用房柱法开采,通过在采场中保留一定厚度的石膏层来维护顶板的稳定性,护顶层是影响采空区稳定性的重要因素之一。在石膏矿采场护顶层破坏模式分析的基础上,以湖南常德某矿山的实测数据为例,采用理论计算方法,分析了护顶矿层稳定性的影响因素,根据该石膏矿开采结构参数,提出了合理的护顶层厚度,为石膏矿山采场护顶层厚度的设计提供了理论依据。