罗河铁矿高阶段开采凿岩硐室地压监测

为了掌握罗河铁矿高阶段开采凿岩硐室周边地应力活动规律,在-455 m水平20联巷和10联巷附近布置了11个三维地应力实时监测点,实时采集矿山地应力数据。经过整理分析得到如下结果：罗河铁矿-455 m水平20联巷与10联巷附近岩体承受的最大主应力为22.5 MPa,应力时程曲线总体平缓,周边岩体稳定;但最大主应力与最小主应力的差值达到54 MPa,导致硐室周边岩体破坏而脱落;最大二次主应力倾角分布平缓,以水平应力为主。     

基于地应力测量的深部矿区岩爆预测研究

地应力是引发诸多岩体灾害的基础作用力,为研究深部高地应力对深部开采的影响,以江西省德兴市银山矿区深部铜铅锌矿为例,利用水压致裂法对该矿区银山区的地应力进行了测试。基于地应力的测量数据,对银山区矿井深部围岩应力场进行了综合评价,应用Russenes判别法和Turchaninov判别法对岩爆倾向性进行了评估。结果表明,在108.0～472.0 m深度的测深范围内,最大水平主应力总体为16.5～41.5 MPa,方向稳定为NNE—NE,最小水平主应力为10.6～25.1 MPa。对于明显偏离最大水平主应力方向（约NE27°）的开采巷道,施工期发生岩爆的可能性更大,为今后类似的工程提供一定的理论依据与指导。     

白音呼布矿区三维地应力测量及巷道布置优化研究

白音呼布矿区进入深部开采后,巷道岩爆、变形等地压灾害变得愈发严重。为保障生产安全,现场采用空心包体应力解除法测量了对矿区7个测点三维地应力,基于测量结果及地应力场构建对矿区深部巷道布置优化进行了研究。首先根据等应力轴比理论优化了巷道布置方向,给出了100m中段巷道轴向与最大水平主应力方向最优夹角为26°;然后采用数值模拟方法研究不同夹角时巷道围岩的应力、位移变化特征,并指导了新中段的巷道布置。结果表明:实测最大水平主应力是自重应力的1.57～1.89倍,矿区深部以水平构造应力为主导;夹角为26°时,巷道围岩变形最小,数值模拟与理论计算结果相符;新中段巷道优化布置后,围岩变形、位移明显变小,地压灾害得到有效控制。     

狮子山铜矿深部开采三维地应力实测及应力场分布研究

狮子山铜矿已进入深部开采阶段,针对深部巷道破坏严重、岩层移动加剧的现象,采用空心包体应力解除法对该矿进行三维地应力测量,共获取四个不同中段测点的三维地应力测试数据。地应力实测结果表明,四个中段测点的最大、最小主应力基本呈线性变化,最大主应力为45.59 MPa,随深度增加而增加,倾角变化范围为-8.68°～6.15°。最大水平主应力与垂直主应力的比值变化范围为1.41～2.75,说明矿区地应力以水平构造应力为主,剪应力值相对较大。九中段、十一中段、十二中段的最大主应力方向与矿体走向基本一致,而十五中段最大水平主应力方向与矿体走向近似垂直,地应力场的分布特征与工程地质调查和巷道变形调查结果相吻合。     

贵州开阳磷矿三维地应力场测量及分布规律研究

贵州开阳磷矿属于国内埋藏较深的特大型地下磷矿山之一,矿区范围广大,地质构造非常复杂,具备发生岩爆灾害的潜在条件。为了解矿区地应力场状态及分布特征,采用瑞典LUT地应力测定系统开展了三维地应力测量工作。通过现场实测,获得该矿区4个矿段的3个中段共9个测点的三维地应力场状态,发现最大主应力的主导方向为NE-SW向,最大主应力值随着深度增加而增大,最深处达到了34 MPa以上,矿区水平构造应力明显,与该区域的地质构造相吻合。     

柴胡栏子金矿钻孔岩心地应力测量技术研究

随着柴胡栏子金矿开采向深部延伸,地应力随之增大,顶板垮塌、围岩开裂变形等问题日益突出,为了掌握深部地应力分布特征,研究采用钻孔岩心新型声发射法测量矿区地应力大小、方向和变化规律。柴胡栏子金矿地应力测试结果表明,区域地应力值整体高于常规情况,当深度到达地表以下1100 m时,水平最大主应力值接近45 MPa,水平最大主应力为北东方向,最大主应力随深度增加呈线性增长关系。     

基于矿井巷道围岩地质力学特性的实测分析

本文拟定采用水压致裂法与钻孔触探法,测试了3条巷道的地应力参数或煤岩强度,对比分析了矿井地应力变化特征。测试主要结果为,ZF201回风巷测站最大主应力为16 MPa左右,属于中应力区;两个测点的垂直应力均小于最小水平主应力,应力场为σ_H>σ_v>σ_h型;与矿井6年前数据相比,因煤层顶板结构发生改变,导致最大水平主应力相差较大,其中测站1顶板以上0～5.3 m为4煤,其平均围岩抗压强度强度达到16.07 MPa,泥质砂岩深度为5.3～10 m,其平均围岩抗压强度强度达到40.43 MPa,测站2顶板往上0～9.7 m为4煤,其平均围岩抗压强度强度达到20.19 MPa;本试验数据可为本矿巷道支护设计提供依据。     

金川三矿区东部贫矿现场地应力测量及应力分析

金川三矿区东部贫矿地处于F₁₇断层以东,属于超基性贫矿。随着选矿和冶炼技术的逐步提高,三矿区东部贫矿于2004年4月份建成投产,是金川三矿区的主力采区。掌握矿山围岩应力状态,可以为采矿方法的选择、巷道的支护与施工、防止巷道大变形提供有效的科学依据。采用空心包体应力解除法对三矿区东部贫矿1200m-1450m进行地应力实测,共获得13个测点的地应力实测数据,1200m水平获得7个地应力测点,1250m-1450m水平获得6个地应力测点。通过分析地应力实测数据表明,井下1200m～1450m水平最大主应力量值为13.0～21.1MPa,属于中等应力水平。部分测点的最大水平主应力倾角超过20°,最大达到-57°表明该地区应力状态较为复杂,应力作用方式发生改变,水平应力为主导的趋势已不明显。     

李官集铁矿地应力的测量与分布特征研究

采用应力解除法,对李官集铁矿-120、-220和-320 m 3个中段进行了8个测点的三维地应力测试,并对获得的含有应变计的套孔岩芯进行了室内温度标定和围压率定试验。结果表明：各个主应力均为压应力,没有出现拉应力的现象;矿区以水平构造应力为主,最大水平主应力的数值在10.29～22.16 MPa范围内变化,方向基本上为SE-NW向,竖向主应力接近上覆岩体的自重应力;各测点的最大剪应力较大,其值均大于2 MPa。测量结果为矿井采场合理布局、巷道布置选择和锚杆支护设计提供了可靠依据。     

丰山铜矿的地应力测量与分布特征

采用应力解除法,在丰山铜矿-50 m和-100 m中段进行了6个点的三维应力测试,获得了6个测点的三维地应力资料。结果表明：矿体南缘应力值较大,最大主应力在15 MPa左右,北缘应力值较小,最大主应力在8.0 MPa左右;矿区地应力随地形起伏而变化,明显受地形地貌控制,同时岩体自重和构造作用是形成地应力的主要因素,二者在不同区域所产生的影响也不同,在南区以构造应力为主,深部地区以自重为主。为该矿的生产和巷道支护设计提供了可靠依据     

深埋隧道地应力测量及岩爆可能性分析

为查清拟建隧道地应力状态,采用钻孔水压致裂法进行隧址区地应力测量。测试结果表明:隧道深埋段地应力场以水平构造应力为主,在测试深度内最大水平主应力值为6.08~14.36MPa,具中等偏高应力水平;最大水平主应力方向为近N46°W,与隧道走向小角度相交,对隧道围岩稳定性较为有利。基于水压致裂法地应力实测结果,采用Russenes判据、Turchaninov判据、Hoek判据等3种判别方法进行岩爆预测,认为该深埋隧道有发生轻微—中等岩爆的可能。因此在施工过程中应采取合理的开挖方式及防岩爆安全措施,防止岩爆灾害的发生。     

阿舍勒铜矿深部开采地应力测量及分布规律研究

阿舍勒铜矿矿体最大埋深1 100 m以上,目前已逐步转入深部1 000 m开采。随着开采深度的不断增加,地应力显现的频率、强度均显著增加,地应力问题进一步制约矿山安全高效生产。为了掌握深部地应力的实际状态,采用套孔应力解除法测量了-100 m和-50 m中段的地应力,结果表明：深部地应力由水平应力主导,最大主应力为西偏南方向,侧压力系数约为1.5;水平应力及竖直应力分量随深度递增,深度每增加100 m,竖直方向增加应力2.38 MPa,水平方向最大分量应力增加约1.8～3.5 MPa;采深1 100 m时,地应力最大可达43.07 MPa。本次地应力测量数据可为矿山后续有效进行地压管控、合理开展支护设计提供参考。     

王庄煤矿大采高工作面地应力测量研究

地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力,是采矿工程围岩稳定性分析、开采与支护设计的一个重要参数。与其他地应力测量方法相比,空心包体应力解除法测量精度高且能一次测得三维应力,文章通过改进的TX-120型空心包体式应力计实测了王庄矿大采高工作面两个测点的地应力,测试结果表明,王庄矿地应力场的基本分布规律如下:1号测点最大主应力为6.05 MPa,垂直主应力为4.93 MPa,最小主应力为4.81 MPa;2号测点最大主应力为10.83 MPa,垂直主应力为7.30 MPa,最小主应力为4.82 MPa。最大主应力倾角均小于7°,其值为自重的1.22~1.49倍,说明王庄矿区域地应力以水平构造应力为主。测量结果对王庄大采高工作面的巷道布置、尺寸设计和支护设计等具有重要的指导意义。     

阿尔哈达铅锌矿深部地应力分布特征及其应用

阿尔哈达矿区随着开采深度加大,地应力环境复杂,围岩变形破坏严重.为了保障后续工作的顺利开展,采用应力解除法对矿区５个水平中段共５个测点进行了地应力测量,并以地应力场模型为基础,分析矿区地应力的空间分布及应力场与地质构造的关系.研究结果表明:地应力场的最大主应力和中间主应力接近于水平方向,最小主应力接近于竖直方向;实测 最 大 水 平 主 应 力 与 垂 直 应 力 的 比 值 为 １．２０~１．４０,水平应力为主导地应力,最大主应力的平均方位角为２６７°.在盘区采场开采过程中,围岩应力向外部转移,采场顶部以及采场联巷与溜井交会部位应力最为集中;在最大主应力作用下,阿尔哈达矿区 NE向断裂构造呈现出压扭性特征,实测最大主应力方向与区域构造应力场的方向相同.     

保德煤矿地应力测试及分布特征分析

为明晰保德煤矿地应力分布状态及特征,改善巷道围岩支护效果,采用水压致裂法开展了井下地应力实测。测试结果表明,测试区域构造应力占据主导地位,三向应力间的关系为SHSvSh;最大水平主应力值为12.24～13.51 MPa,方向位于N56°E～N61°E;最大主应力与巷道夹角约为67°,对巷道围岩的稳定性有着较大影响。明确了保德煤矿巷道所处的应力环境及应力分布特征,为保德煤矿巷道围岩稳定性分析及支护参数设计提供了工程指导和参考。     

汤丹铜矿深部三维地应力分布规律及矿区结构面特征

汤丹铜矿1 218m中段探矿工程出现地应力集中现象,巷道大变形、岩层移动加剧。为采空区稳定性数值模拟提供原岩应力场,采用单孔3段套孔应力解除法对3个中段进行三维地应力测试,获取了垂直方向9组地应力数据,将解除的试件进行围压率定试验,判定12个应力片的工作状态。三维地应力测量结果表明:最大主应力、中间主应力和最小主应力随深度基本呈线性增长;当深度达1 130m时,最大主应力值为41.29MPa,与水平面夹角为-1.15°,方位角179.37°,水平主应力与自重应力比值为1.35～1.47,反映出矿区存在较大的构造应力场。将测量结果与区域构造和结构面产状结合分析发现,主应力方向与断层和结构面走向一致,与巷道工程布置垂直或大角度斜交,研究成果对深部回采和井巷工程布置具有重大意义。     

复杂地应力井下开采岩体变形规律研究

复杂地应力作用下的千枚岩岩体变形规律复杂,工程岩体问题多。研究复杂地应力作用下岩体变形规律,为解决相关工程问题提供理论依据和技术支持。根据某矿区的应力分布及岩体力学参数,构建三维模型及数值分析模型,设计了6个模拟方案,分析各个监测点的X、Y、Z轴向位移、应力。显示大多数点的位移值都大于变形临界值,在550～600 m中段的综合位移最大,与该区域首先出现裂隙相吻合。掌握了该矿区的岩体变形规律,针对竖井井壁裂纹、地表露天边坡滑动等灾害,制定了长锚索加固、废石充填处理、削坡减载治理方案,指导矿山企业正常生产。     

兴安矿区深部地应力测试及支护方案研究

针对兴安矿区矿井深部高地应力巷道的围岩控制问题,采用“点-面结合”分析法,即地质力学理论分析和现场原位测量相结合的方法,对矿区地应力场方向及地应力大小进行分析,分析结果表明,兴安矿深部地应力最大主应力方向为近东西方向,最大主应力达到30.10~30.18 MPa,最大主应力与垂直应力之比为1.27~2.18倍,因此该矿区以水平构造应力为主导。针对兴安矿深部高地应力的情况,采用高强度锚喷支护体系对巷道围岩进行支护。通过数值模拟对现有锚喷支护方案进行分析,巷道断面收缩率在可控范围内,巷道内整体变形控制效果较好。同时数值模拟结果与实际观测结果大致相同,这不仅证明了锚喷支护在兴安矿深部巷道支护应用的可行性,也从侧面证明了地应力测试的准确性。     

深部边坡岩体应力解除地应力测量与分析

对水厂铁矿区域工程地质进行了分析，采用改进的空心包体应变计对该矿深部边坡岩体进行了3个水平的地应力测量。结果表明：最大水平主应力方向为近东西向，与华北地区的主应力方向基本一致；最大水平主应力的大小为3．68～4．26MPa，最小水平主应力的大小为2．03～2．68MPa；根据测量结果，得到了该矿深部边坡岩体应力分布的规律。     

自然崩落法矿山深部地应力场分布规律的测试研究

采用LUT 地应力测试系统对中条山集团铜矿峪铜矿深部矿区进行了地应力测量, 发现该矿区地应力的主应力随埋深增加呈近线性增加, 埋深最大的340 m中段测点处最大主应力值达到了37.83 MPa; 最大主应力的方位在浅部和深部表现出较好的一致性, 均为北东东向。深部矿区的原岩应力以水平构造应力为主, 上部岩层垮塌使下部邻近区域的最大主应力的倾角明显增大, 其影响程度随深度增加而减弱。该研究成果将对自然崩落法矿山的采矿工艺设计和安全生产具有指导作用。