金属矿深井硬岩岩爆倾向井巷支护研究

随着矿井开采越来越深,岩爆已成为引发矿山工程灾害的主要原因之一,也是岩石力学工程界共认的重大工程灾害之一。金属矿深井硬岩井巷工程环境具有地应力高、围岩坚硬、岩体储能高、开挖应力易集中、受扰动影响大等诸多特点,具备诱发岩爆的多个条件,具有较高的岩爆倾向性。本文分析了岩爆发生机制及影响因素,客观研究分析了南非、美国、中国三座深井矿山岩爆支护控制案例,归纳提出了应对岩爆倾向井巷应遵从超前分析、减弱能量、避让时空、加固围岩、吸能单元、多次支护的综合防治原则,研究内容能够为相关研究提供理论与实践借鉴。     

深井金属矿山岩爆灾害研究现状

越来越多的金属矿山将进入深井开采,随着开采深度的增加,最显著的变化是显现“高应力、高温和高孔隙水压”的“三高”特性。高应力条件下的岩爆灾害是深部开采遇到的突出问题之一。较为系统地阐述了深井金属矿山岩爆灾害的研究现状,包括岩爆的影响因素分析、岩爆灾害预测预报技术和岩爆灾害控制技术。     

基于应力及能量条件的岩爆发生机理研究

为了研究深井硬岩巷道岩爆发生的机理,结合大台井玄武岩区岩爆工程实践,分析了区域构造应力场特征,研究了区域内煤岩体的弹性潜能分布特征.从构造应力和能量的角度出发,分析了具有岩爆倾向性的巷道围岩产生岩爆时应具备的应力条件和能量条件.研究结果表明,在具有岩爆倾向性的岩体中掘进巷道,岩爆的产生应同时具备所需的应力条件和能量条件,岩爆的位置和剧烈程度与最大主应力方向有关.研究成果将对大台井岩爆防治,深部开采的水平大巷布置和巷道支护等提供理论依据.     

深井硬岩矿山岩爆防治技术综述

本文收集分析了国内外深井硬岩矿山岩爆的相关研究成果,简述了岩爆发生机理、岩爆判据和支护技术等相关内容,并在此基础上提出了深井硬岩矿山岩爆防治技术的主要发展方向,期望能为我国深井硬岩矿山开采提供指导和借鉴。     

金属矿深部开采岩爆危险预测的GA-ELM模型研究

为对金属矿山深部开采时岩爆的危险性进行预测,在总结深部开采岩爆发生机理的基础上,综合选取影响岩爆发生的3个重要因素作为岩爆预测的判别因子。搜集国内外金属矿深部开采岩爆的实例作为训练样本,引入极限学习机算法(ELM),针对该算法的不足,采用遗传算法(GA)对其相关参数进行优化,建立了岩爆预测的GA-ELM模型,并与单一ELM模型进行对比。利用该岩爆预测模型对一典型金属矿深部开采进行岩爆预测,结果与实际情况相吻合。研究结果表明,岩爆预测的GA-ELM模型训练效果及泛化能力均优于单一ELM模型、SVM模型及传统的BP模型,且该模型能够对金属矿深部开采的岩爆进行准确有效地预测,具有一定的工程应用价值。     

岩爆动力冲击作用下释能支护技术及其发展动态

深部开采已经成为国内金属矿山未来发展的必然趋势,在深部高应力作用下势必造成岩体产生岩爆等动力灾害。在介绍岩爆发生机制及其诱发岩体产生动力响应破坏的基础上,提出了释能支护原理及其技术要求;在岩爆动力冲击作用下,基于岩体的质点振动速度与支护强度要求,分析现有释能锚杆的优缺点及其适用条件;在此基础上,依据岩石动力学、能量积累、耗散原理、支护作用,提出新型M(ace)释能锚杆设计及其作用原理,该锚杆既可以有效释放积聚在围岩内部的动能,又可以保持较高的锚固力,有效控制岩爆冲击动力作用下岩体的稳定。     

试论深井硬岩矿山岩爆巷道支护

本文总结了国外深井硬岩矿山岩爆巷道支护的概况、岩爆引起的巷道破坏形式 ,论述了岩爆巷道支护的一般原理、支护单元的特点及支护应考虑的因素。最后 ,根据我国深井开采的实际 ,指出了我国深井硬岩矿山岩爆支护研究的方向。     

深部矿岩岩爆倾向性评估方法及支护建议

随着经济发展,我国浅部矿产资源已趋于枯竭,深部开采环境下的高应力与频繁开采扰动往往诱发岩爆灾害,直接影响着矿山的安全高效回采。岩爆涉及的内因及外因众多,致灾机理复杂,对6种具有代表性的岩爆倾向性评估方法进行总结归纳,并为其实际应用提出满足现场工程需求的优化建议,不仅丰富了岩爆倾向性评估方法,而且使其评估结果更加全面可靠。同时,为解决岩爆区域传统支护方式效果欠佳的难题,从主动柔性支护和预留锚固支护两方面提出了对策及建议,对改善深部矿岩支护效果具有指导作用。     

深井硬岩矿山岩爆灾害防治研究

采用室内试验、数值计算和现场岩爆研究相结合的综合研究方法，以冬瓜山矿床开采为对象，对深井矿床开采岩爆防治进行了系统的研究，由矿岩力学试验，采用岩爆综合评判指标确定了矿岩的岩爆倾向性，指出岩爆倾向性具有本源性和诱导性两种属性；电镜试验、物理模型试验和现场岩爆研究发现岩爆主要由张拉断裂引起，具有明显的岩石破坏和工程施工异常性前兆；现场岩爆研究和数值计算表明岩爆危险区位于应力集中、能量贮存大及具有快速释放能力和条件的区域；从岩爆预防角度，采用数值分析方法以能量释放率为衡量指标，对采场结构参数、开采步骤等进行了优化；从减少能量筘存、控制能量释放、采用柔性支护和建立岩爆监测系统4个方面，得出了具体的岩爆防治措施。图3，表2，参11．     

基于模糊物元理论的深井开采岩爆倾向性评价与防治

针对甘肃某铅锌矿开采深度已达800～1 000 m,部分巷道出现片帮冒顶等现象及岩爆活动剧烈的现状,利用模糊物元理论,选取岩石脆性系数、巴顿岩爆判据、弹性变形能指标和冲击能指数4个指标作为评价依据,通过岩爆倾向性评价隶属函数构建岩爆倾向性评价模糊物元,得到不同中段各类岩石的岩爆倾向性综合评价结果;该矿区岩爆以水平应力型和综合应力型为主,自重应力随开采深度逐渐增大,将占主导;岩爆破坏为板状劈裂向块状剪切及片状弹射发展的过程;提出了软化围岩、改变围岩应力状态、支护与加固、优化爆破参数等深井岩爆防治措施,为类似条件深井开采岩爆评价及防治工作提供了理论指导依据。     

铜山铜矿不稳固矿床开采技术

铜山铜矿在开采不稳固矿床的实践中,根据不同矿体的开采技术条件选择不同的采矿方法,根据井巷工程所处矿岩的稳固性、井巷工程的作用及服务期限确定其支护形式.经过多年的生产实践,为不稳固矿床的开采探索了成功的经验.     

控制巷道岩爆的爆破卸压法

高地压区巷道岩爆是金属矿开采等地下工程中的难题.阐述了岩爆控制技术的研究现状,岩爆发生的岩性条件、岩爆发生的时空特性,岩爆破坏巷道的机理以及岩爆破坏巷道的形式.分析了卸压爆破控制巷道岩爆的机理.     

大型深埋硬岩矿床岩爆监测系统方案研究

根据冬瓜山矿床地质构造特征和深井开采条件，总结出开拓井巷岩爆发生的位置特征，采用数值计算方法预测了采场围岩岩爆危险区。指出该矿床岩层构造和岩性分布简单、原岩应力场较均匀、采掘工程引起的岩爆范围大、位置分散。提出了以微震监测系统和短周期地震波监测系统为主，以电阻率监测、电磁波监测和现场施工观察为辅的岩爆监测系统方案。     

我国地下金属矿山岩爆灾害发生机制及预测方法研究进展

岩爆是金属矿地下开采中难以回避的一种动力学地质灾害,其发生频率和程度将会随着金属矿山采深不断增加而愈加严重,岩爆至今仍是岩石力学领域的世界性难题。首先总结了我国金属矿山岩爆灾害的发生现状,然后重点围绕岩爆发生机制及岩爆预测两方面,探讨了我国金属矿山岩爆的研究进展,并基于能量理论提出了一种岩爆灾害预测的新方法。研究表明:(1)室内压缩试验是岩爆机制研究的最主要手段,根据试样受力条件可分为单轴加载、双轴加载、真三轴加载及动静组合加载;岩爆的力学机制可归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂和弯曲鼓折3种。(2)指标判据法和数学模型方法是国内外学者最普遍关注的岩爆预测手段;指标判据法是针对某一工程的经验性总结,不具普遍性;数学模型方法无法获得岩爆影响因素的内在作用机制,可解释性较差。在上述分析的基础上,对岩爆机制及岩爆预测的研究方向进行了展望,供后续工作参考。     

浅谈岩爆对深井开采的影响

通过对岩爆现象的介绍,阐述了岩爆现象对深井开采的影响,并概述了岩爆的防治和支护方法。     

深井高应力高温缓倾斜矿床开采技术研究

根据冬瓜山深井高应力高温缓倾斜矿床开采技术条件,提出了相适应的阶段空场嗣后充填采矿方法;通过采取暂留隔离矿柱、充填、支护、岩爆监测及高温热害控制等措施,达到高效安全开采的目的。介绍的防岩爆、防高温等深井采矿技术,值得同类矿床借鉴。     

煤矿井巷工程受构造及采动影响的变形规律和控制

煤矿井巷工程是煤炭开采的必要保证条件,是煤炭生产成本的主要构成之一。但由于煤矿井巷工程受地质条件的制约,受构造及采动的影响破坏较大,需要大量的维修资金。因此,在巷道掘进初期,怎样合理确定巷道支护方式,减少巷道的维护费用,就成为当前井巷工程施工的当务之急。为此,笔     

煤矿深井高应力巷道支护技术应用

同煤集团某矿井属于深井开采,井巷常处于高地应力软岩环境,传统的棚式支护、低预应力低强度锚杆支护以及被动支护方式已经不能满足支护需求,需合理确定主动型联合支护方式。以某深井高应力巷道支护为研究对象,在研究地应力状态、围岩强度、岩石成分的前提下,通过数值模拟方式确定井巷最佳支护方案,选择高预应力高强度高刚度锚杆锚索联合的方式控制深部井巷围岩的稳定性。进行全面的顶底板、两帮的位移监测后发现,该支护方案下巷道整体变形量减少,两帮移近变形呈稳定状态的时间提前,明显改善了巷道顶底板变形状况,起到良好的支护效果。     

金属矿山深井开采中的力学问题研究进展

针对国内外金属矿山深井开采的发展现状和迫切需求,在分析相关矿山深井开采存在问题的基础上,分别从正在开展的研究工作、已取得的研究成果和经验、尚待解决的技术难题等方面论述了当前金属矿山深井开采的相关力学问题。研究表明,深井开采及灾害控制与相关力学基础理论密切相关。综述了深井开采中的岩石力学、充填体力学、热力学、流体力学及材料力学研究的最新理论、技术和成果,可为国内外深井开采矿山和相关研究人员提供借鉴和参考。     

矿山岩爆防治机理及方法研究综述

岩爆是处于高应力或极限平衡状态下的硬脆性岩体,在开挖等工程活动扰动下,其储存的弹性应变能突然、猛烈释放的一种动力破坏,是在其内因和外因共同作用下形成的。矿山由于其开采的独特性,其岩爆防治方法不完全等同于隧道岩爆。针对目前岩爆防治机理的研究侧重于如何减小岩体所处的应力环境、减缓并控制能量释放率,监测方法侧重于微震监测的发展趋势,综合研究分析当前隧道、矿山常用的岩爆防治机理和方法,指出矿山岩爆首先基于设计预防,巷道、硐室可根据岩爆程度分别采用柔性支护、钻孔卸压、爆破卸压等防治方法,采场岩爆可根据不同情况采用充填法、崩落法、改变回采顺序等防治方法。