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。     

凡口矿深部高应力区岩爆防治研究

岩爆的预防和控制对深部高应力区矿床的安全开采具有十分重要的意义。根据凡口铅锌矿深部矿岩体的物理力学性质及地应力场特性,对凡口矿深部矿床开采的岩爆防治措施进行了研究,并应用三维弹塑性有限元程序对各种防治措施引起的应力分布进行了数值模拟分析,以期为凡口铅锌矿深部矿床开采的岩爆控制提供决策依据。     

九龙区铅锌矿带成矿地质特征及找矿前景分析

九龙区铅锌成矿带位于银山铜铅锌多金属矿田九区铜硫矿带的北部、北铅锌矿带的南端.在大地构造位置上,处于江南台隆与钱塘坳陷衔接部位,乐德中生代火山盆地的东北缘,赣东北深断裂带的西北侧.根据实地考察,通过对该成矿带成矿的构造背景及区域成矿地质、地球物理、地球化学特征等方面的研究,认为燕山早期运动所导致的岩体侵位为区内成矿提供...     

卸压爆破下岩体损伤模拟研究

深部矿床应力集中区易诱导岩爆等地质灾害,利用卸压爆破法将应力集中区多余的能量释放,使整个能量体系达到动态平衡,实现高应力向深部岩体转移,围岩应力重新分布,继而达到防治岩爆的效果。为研究深部初始地应力场对卸压爆破效果的影响,采用ANSYS/LS-DYNA软件分别模拟3种开采深度条件下岩体卸压爆破过程。结果表明,开采深度由1 000 m增加到3 000 m 时,卸压爆破损伤范围变化较为显著,随初始地应力进一步加大,地应力对卸压爆破损伤抑制作用进一步加剧,导致爆炸应力波和爆生气体所形成的损伤区体积逐渐缩小,呈非单调变化;岩体卸压爆破损伤类型由拉伸破坏逐渐转向为剪切破坏,地应力对拉伸破坏起进一步抑制作用,对剪切破坏起到促进作用。结果对深部矿体卸压爆破设计具有理论指导意义。     

深部高应力区卸压开采研究

根据凡口铅锌矿深部矿床岩体物理力学性质及地应力场特性, 为岩爆的预防和控制设计了不同的卸压措施, 并应用三维弹塑性有限元程序对各种卸压措施引起的应力分布规律进行了数值模拟分析, 以期为凡口铅锌矿深部矿床开采和地压控制提供决策依据。     

中空注浆锚索及锚杆在千米深井软岩大断面支护中的应用

为了解决千米深井开采高地应力与低岩体强度之间的矛盾,解决巷道支护技术难题,通过地应力实测和支护试验,获得了深部区域地应力参数,合理确定了深部巷道支护方案和技术参数,研究了中空注浆锚索在千米深井的支护技术,并应用于平煤一矿垂深1070m高应力软岩区,断面27.5m2的四水平回风上山的支护,取得较好的经济效益。     

拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征及岩爆预测分析

拉拉铜矿位于川滇应力区中部,浅部资源接近开采结束,逐步由露天开采全面转为地下开采,由于其深部开采地质条件复杂,落凼深部矿区将面对开采过程中的地应力问题。以拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征为研究对象,开展了10个钻孔的应力解除法地应力测试、22组围岩室内物理力学测试,结合国标法、Barton法及陶振宇法3种应力判据完成了深部开采区域的岩爆预测分析。结果表明：地应力值浅部离散分布,深部线性增长;最大主应力方向整体离散;岩爆程度随深度逐渐增大,浅部离散分布,深部逐渐集中,东区1780m标高可能出现强烈岩爆的现象;结合矿区断层及测试点分布特征,指出矿区断层及地层对地应力测试结果的影响,为该类金属矿山深部灾害预防及安全开采提供有益的参考。     

断裂影响下倾斜矿体开采失稳机制研究

在深部岩体高地应力条件下,考虑倾斜矿体与断裂带直接接触的特殊性,利用数值模拟,通过分析矿体开采活动下断裂带区域应力、位移、塑性区等多方面因素,研究岩体失稳特征。结果表明：在-1200 m位置,当开采至距离断裂带2 m位置时,监测数据显示局部应力大幅波动、位移明显增大,表现出明显的剪切、张拉破坏特征;考虑岩体因完整程度不均匀导致力学性质降低的情况,获得了开采区域由局部出现塑性区至整个作业面四周失稳特征;以实测地应力数据为基础,随着开采深度不断增加,塑性区出现在顶部薄弱区域两侧并沿断裂面逐渐延深,易造成沿断裂面大规模失稳。     

滨海矿山深部开采水力调查及稳定性分析

占地球表面71%的海洋蕴藏着丰富的矿产资源,随着陆地矿产资源日益减少,海底资源开采成为未来的发展方向,其中海底基岩矿产资源深井开采普遍面临富水和高地应力的问题,水和应力的分布及其耦合作用是影响海底深井开采安全性的重要因素。以滨海矿山三山岛金矿深井开采为背景开展水力研究,调查矿区深部含水带分布,开展现场地应力测量,统计深部岩体节理裂隙分布规律,研究深部岩体的渗透性,建立水力耦合数值模型,对深部矿体进行模拟开采。通过上述研究工作,获得了矿区地应力分布规律,深部岩体渗特性以及资源开采过程中围岩位移、应力的时空演化规律,并指出了潜在危险源的时空分布。     

千米深井深部地应力测量与分布规律探索

为得到云南某千米深井深部地应力分布规律,采用空心包体地应力测量方法,对矿山深部开采区域进行三维地应力测量。基于实测数据,分析矿区深部地应力分布,得出深部原岩应力以水平应力为主,最大主应力为64.17MPa,地应力整体属于高应力水平。最大水平主应力方向在NNW方向,与矿区所在的区域构造应力场方向呈现高度的一致性。地应力测量结果为矿山深部高应力巷道支护以及高应力灾害防控提供重要基础数据。     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测量工作共布置4个测点,对每个测点进行2次应力解除测量,大幅度提高了测试结果精度。测试分析结果得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测试工作共布置了4个测点,每个测点进行了两次应力解除测量,大大的提高了测试结果的精度。测试分析得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

玲珑金矿深部岩爆发生机理分析

玲珑金矿属于高地应力地区,岩体主要为硬脆性花岗岩.目前,该矿已进入深部开采,开采深度接近1000m,并将很快超过1000m.对此类矿床赋存条件的地下矿山,深部开采时会遇到岩爆问题.因此,岩爆的预报和防治,是该矿深部地压控制的重要内容.根据现场调查、电镜试验、室内岩石力学试验、CSIR岩体质量分级和现场地应力测量,分析了玲珑金矿深部岩爆发生机理,并提出了防治措施.     

套孔应力解除法在某矿区的实际应用

地应力是地下工程结构岩体设计、施工和围岩安全稳定性支护与科学化决策的必要前提和基础,对矿山开采、地震预报、水工建设、煤和瓦斯突出、岩爆、油田的稳定性等的研究具有重要意义。某矿区开展的三维地应力测量工作,在介绍了地应力测量的原理和方法的基础上,根据基于前人的地应力测量原始数据,通过分析,得出了该矿区的地应力场分布特征。结果表明:该矿区-240 m标高处构造应力场以近南北向的构造应力为主;达到-367 m处,近东北西南方向水平构造应力为主;垂直应力与上覆岩层自重较一致。     

深部开采中的强扰动特性探讨

深部岩体具有高地应力、高地温、高渗压的独特赋存环境,其采动影响远较浅部复杂。通过将深部岩体的赋存环境和深部开采的扰动特征两方面相结合,系统分析了深部岩体开采中的强扰动特性。首先对扰动激励的动静组合特点进行了分析。根据深部开采中的应力变化路径,给出了不同深度类型下原岩应力状态以及扰动应力状态的分布区域,揭示了深部开采中应力变化更加复杂的必然性,并初步给出了考虑赋存深度、开采工艺、岩体重度、残余应力以及采动速度影响的岩体卸荷速率计算公式。根据深部开采中的动力扰动类型和波动传播规律,分析指出了深部岩体中的流体压力传播特征,揭示了深部动力扰动时间延长和扰动范围扩大的特点。然后基于扰动状态概念(DSC)对扰动影响水平进行了分析。通过对深部岩体能量蓄积、能量耗散以及释放规律的分析,定义了基于能量特征的扰动函数,可以籍此构建基于DSC的深部岩体统一本构模型,并定量描述深部岩体扰动的大小。最后定性描述了深部岩体开采中开挖扰动区的分布特点以及相应的应力应变状态,将其划分为原岩弹性区、开挖损伤区(EDZ)以及开挖破碎区,其中开挖损伤区又可分为峰前损伤区、塑性流变区、外部损伤区。并初步给出了开挖损伤区大小的计算公式,讨论了各项参数的意义及影响因素。研究表明,深部岩体的高应力状态以及复杂的多场多相耦合环境使其在更大范围内受到扰动的影响,EDZ的范围将显著增大,并表现出复杂的时空演化特征。利用扰动状态概念(DSC)建立的扰动函数,以及基于能量分析建立的开挖损伤区(EDZ)大小计算公式,可以定量刻画深部扰动的程度,分别反映了深部扰动激励增大和扰动影响增大的特点。     

永川煤矿地应力测试及地应力变化特征

针对永川煤矿深部开采条件和地质构造情况,指出了现场地应力测点选择和测点布置的基本要求;采用空芯包体地应力测量法,确定了永川煤矿南二-190m水平和-350m水平两测点地应力大小和方向;结合矿井区域地质构造和煤岩层赋存条件,分析了永川煤矿深部地应力的特点。研究表明,该研究区域的地应力基本上是由自重应力和水平构造应力所构成,在该区域-190m水平附近,自重应力和构造应力在地应力中所占比重相当,在该区域深部水平(-350m水平)附近,地应力主要以自重应力为主,一般自重应力是水平构造应力的2倍左右;该研究区域最大主应力σ1约为15MPa,其方向稳定,属中偏高地应力区域。     

深部巷道围岩钻孔卸压与围岩控制技术研究

针对深部开采条件下巷道围岩地应力增加、破碎岩体增多等一系列问题,导致传统支护手段难以有效控制围岩变形的现象,采用有限差分软件FLAC3D建立深部巷道钻孔卸压模型,对钻孔卸压前后巷道围岩应力分布规律与变形破坏特征进行了分析,结果表明,钻孔卸压技术可有效释放巷道围岩应力增高区的变形破坏能量,促使浅部围岩高应力转移至深部煤岩体中,显著改善围岩应力环境。基于对卸压钻孔参数的模拟分析,合理确定出钻孔卸压与主动支护技术参数。工程实践表明,该技术围岩控制效果显著。     

银山矿二轮找矿的实践

近年来，银山矿通过开采地质资料的综合研究分析，找出成矿的有利地段，积极开展了老矿山的二轮找矿工作。在地质队的配合下，进行了地质补勘及生产探矿工作，取得了较好的效果，相继发现了九区铜硫矿带、西山金铜矿带，并在铅锌矿带深部发现了铜矿带，增加了矿山的储量，延长了矿山的服务年限。     

基于凯瑟效应的小厂坝矿区地应力分布规律研究

正确掌握矿区地应力分布规律对于深井开采过程中如何合理选择巷道布置方式、巷道断面形状、采场推进方向、支护形式、支护参数、开采顺序、顶板管理方法等有重要意义。本文采用AE法对小厂坝深部地应力进行了测量,掌握深部地应力的方向、大小和分布规律,测量结果显示:小厂坝矿区深部地应力较大,属于高应力状态,地应力随开采深度的增加呈增大趋势,在深部矿体开采过程中,应加强地压监测,合理布置采矿工程。     

大型深凹露天转井下深部开采技术研究

本文通过对国内外大量露天转井下开采矿山的普遍性及特殊性的研究，阐述了受民采严重破坏的厂坝铅锌矿的现状及开采技术条件的巨大转变，以及厂坝深凹露天开采转井下深部开采技术研究的特点和创新，即高陡边坡、空区破坏及空区集水条件下的高效采矿工艺技术以及岩体移动规律和诱导技术的应用。