高峰矿区灾难地压的冒落矿震触发机制研究

高峰矿区为国家第3 号重大事故隐患区。从高峰矿10 余年来灾难地压与采空区冒落矿震相伴随事实, 对照我国非煤矿山50 年来3 个群次矿区灾难地压及其特点, 剖析高峰矿地压主控因素特征, 指出了冒落矿震触发矿区灾难地压机制;阐明了矿山工程环境的概化处理, 矿震与地压的过程耦合, 采空区与采场的动静耦合数值计算及等效处理等关键问题与发展方向;为解决我国非煤矿山矿区灾难地压问题指出了发展方向。     

矿山系统地压研究 --重大地压灾害的创新研究策略

针对矿区灾难地压、民采老采空区地压灾害、特大及重大事故隐患区、深采矿区岩爆诱发等4类急待解决的地压控制重大难题,提出了“系统地压研究”的创新思维模式：1)从现象学的宏观破坏特征研究,提出了以“暗空场”为中心的“系统地压”;2)通过地压主控因素剖析,由“暗空场破坏”界定“系统地压类别”;3)研究作用机制,确定系统地压研究的框图;4)暗空场破坏规律创新研究,确定新型计算公式与体系;5)确定矿山“系统地压”研究的分析、监测、控制策略方法。高峰矿地压灾害控制研究的“系统地压研究”策略的成功实施,为新的重大地压灾害难题研究开创了成功先例,可普遍推广应用。     

耦合于暗空场的矿山地压演化规律研究

针对矿区经济可持续发展与西部开发所遇到矿山地压4大难题①非煤矿山3个群次灾难地压显化规律;②大量民窿老采空区的大面积地压灾害控制与治理;③国家及省(区)级"特大事故隐患区"屡治不愈;④深井岩爆及其触发上覆隐患区机制.在综合剖析众多地压灾害实例、主控因素体系、宏观破坏特征基础上,得出了耦合于暗空场的矿山地压演化规律,即①民采空区与未充填暗空场为特征空间;②以开采扰动为主的多种因素作用促成特征空间动态破坏;③决定于暗空场条件的不同类型动态破坏形式决定了对采场结构体系的等效静态荷载分布;④静-动-静耦合作用下矿山地压演化.提出耦合于暗空场的矿山地压研究3个阶段程式与动静耦合数值计算发展,阐明了作为特例的局部矿山地压研究方法的特定使用范围.开创性发展了地压研究方法,成功地用于高峰矿实践.     

我国矿区灾难地压控制现状及研究方向

结俣中国金属矿山与非煤矿山3个群次的矿区灾难地区的经历，特点与现状，论述了我国矿区灾难地区控制应从8大主控因素（地层与岩性，地质与构造，原岩应力，地下水，工程环境，矿山结构设计，开采方法与工艺，支护与安全措施），4个层次（机制与规律，监测与预警，反分析决策，对策与措施），中国矿业发展需求，国际科技进步出发拟订正确的研究方向，即：1）重视民采影响，构造应力，水等时空展布规律与作用机制；2）规律的分类分区系统网络化研究；3）建立主动，被动综合监测体系与发展开挖地质灾变预警信息化技术；4）完善监测与分析互补机制，开发管理决策支持系统；5）在确保安全基础上逐步实现信息化开采；6）发展交叉学科，实现可持续发展，完善对策与措施体系。     

广西高峰矿区地压灾害控制的创新研究与治理

简要论述了100号矿体地压灾害事故隐患及其成因,研究了高峰矿区大面积地压灾害的灾变机制与规律,指出高峰型地压灾害破坏活动以应力强度型的冒落矿震形式为主,由此再不同程度地激发各采矿场及矿山结构体的地压活动与破坏。针对主控因素特点,制定并实施了充填采空区、密闭采空区通道防空气激波和加强地压监控等灾害治理措施,成功控制和消除了矿区地压灾害隐患     

西北某矿采空区稳定性监测方案设计

分析了厂坝-李家沟矿区采空区现状与地压活动现象,确定了地压监测重点区域和部位,建立了适合该矿特点的地压监测网系统。通过对三套监测设计方案进行对比,最终确定了以多通道声发射连续监测为主、同时辅以单通道智能声发射监测并结合应力和位移监测相结合的地压监测方案。该方案可满足对矿区灾害性地压活动进行全面安全监控的要求。     

西北某矿采空区稳定性监测方案设计

分析了厂坝-李家沟矿区采空区现状与地压活动现象,确定了地压监测重点区域和部位,建立了适合该矿特点的地压监测网系统。通过对三套监测设计方案进行对比,最终确定了以多通道声发射连续监测为主、同时辅以单通道智能声发射监测并结合应力和位移监测相结合的地压监测方案。该方案可满足对矿区灾害性地压活动进行全面安全监控的要求。     

开滦深部工作面冲击地压监测与防治技术应用

为了能够实现开滦矿区深部冲击地压的有效监测与防治,本文在掌握开滦矿区发生冲击地压主控因素的基础上,通过总结开滦矿区在冲击地压防治过程中所积累的一些经验并参考国内外先进的冲击地压防治技术,构建了具有信息互馈和持续优化机制的全矿井-采区-工作面-局部的多级冲击地压监测和防治系统;基于开滦的实际地质构造和实际开采情况,提出了适用于开滦矿区深部煤层的冲击地压防治技术,包括优化开采设计和开采保护层的区域性技术措施,以及基于缺陷法原理的局部卸压措施和以改善局部应力环境的支护措施。     

典型深厚表土煤层冲击地压模式研究

煤矿冲击地压发生过程可描述为外部力源驱动围岩结构失稳或系统平衡状态突变。冲击地压发生过程中,应力起着重要作用。根据主控性应力来源或类型可得到我国煤矿冲击地压的区域性特点。其中,深厚表土地层控制型冲击地压属于巨野矿区特有的冲击地压类型,其显现特征与地层结构具有密切的关联性。针对此类冲击地压,通过案例与现场监测数据分析,探讨了典型深厚表土煤层冲击地压特征,结合煤层应力演化分析,表征了深厚表土煤层瞬时冲击和延时冲击过程,最后通过相似材料模拟试验揭示了煤层应力演化与覆岩运动、地层变形之间的关系,并对典型深厚表土煤层冲击地压模式进行了验证。研究表明:覆岩整体失稳促使煤层应力快速达到冲击地压临界应力,发生大能量冲击地压,表土层持续变形和移动促使煤层应力缓慢达到冲击地压临界应力,再次发生冲击地压;离层发育高度与回采距离有关,但具有明显的"平台效应",煤层应力演化与离层发育有关,但相对于回采距离具有明显的滞后性;瞬时冲击地压加载机理为"覆岩结构运动→煤层应力演化→冲击地压",延时冲击地压加载机理为"地层变形→煤层应力增长→冲击地压";最后,提出了深厚表土煤层冲击地压监测对策。     

南温河钨矿采空区稳定性地压监测方案

详细论述了南温河矿区采空区现状及其地压显现特征,研究并提出了建立该矿地压监测系统的必要性,选择了适合南温河钨矿的地压监测方法及地压监测设备,对该矿区进行了地压监测网的设计,建立起了全天候的实时地压监测网络系统,可实现对南温河矿区地压灾害进行安全监控。     

某矿山地压监测系统建设及预警技术研究

某矿山构造应力较大且岩体硬度较大,发生岩爆风险可能性较高。基于微震监测技术,建设了符合矿山实际特点的地压监测系统,经过台网优化,监测系统定位误差在10 m左右,灵敏度在-2.6左右。分析了微震事件空间分布,划定采场西侧为潜在危险区域。并分析危险区域内微震事件b值动态演化特征,得出b值可做为岩爆预警参量,b值迅速下降可作为岩爆前兆信息,成功预测岩爆发生,可为类似矿山安全生产管理提供一定的借鉴意义。     

基于PHASE数值模拟矿山开采过程的地压监测系统构建及应用研究

毛坪矿在向深部延伸开采过程中,深部高应力、岩爆等地压问题日益突出。通过PHASE软件对矿山典型地质剖面进行数值模拟与分析,得到了不同矿体之间的天然隔离矿柱是应力集中最为明显的区域,且岩层移动以上盘上向45°方向的移动变形最大等地压活动规律,为矿山地压监测系统建设提供了参考。基于PHASE模拟分析结果及矿山开采技术条件,开展了地压监测方案设计并建立了地压监测系统,通过地压监测与分析,得到了矿山动态开采过程中围岩的微震时空演化规律及变形破坏特征,为后续的地压灾害防控提供了技术依据。     

矿山开采过程地压活动综合评价分析

以某金矿为研究对象,基于微震监测技术建立地压监测系统,对波速校正后定位结果进行验证,显示定位误差为3.9 m,较好地满足了安全监测需求,基于监测数据对矿山地压活动进行综合评价。监测结果表明,微震事件集中区域与生产集中区相吻合,对微震事件活动率、能量指数和累积视体积进行时间序列分析,揭示了岩体内部应力能量演化规律,并对微震事件参数幂律特征进行分析。研究结果表明,岩体视在刚度、受力水平均较小,微震事件以小震级为主。最终结合微震各参数分析结果,对地压活动进行综合评价,研究成果对类似矿山地压活动评价分析具有一定借鉴意义。     

断层影响下底部结构地压活动规律研究

普朗铜矿采区赋存5条贯穿的大断层,且存在众多小断层相互交错,对底部结构的稳定性影响较大。本文针对断层建立了地压监测分析模型,分析了开采过程中断层影响范围内岩体的地压活动规律。研究表明,断层区域微震事件聚集现象明显,断层揭露线上矿柱应力值变化较大,断层交叉区域的矿柱易产生应力集中现象。为有效改善应力集中和局部岩体变形,提出了针对性支护等措施。     

某铁矿开采扰动下矿压变化规律研究

在矿区地质勘探基础上,本文对地质构造和岩体结构进行了分析,特别针对-45m水平存在的弱结构的分布规律进行了研究.由于-45m水平节理裂隙比较发育,在开采扰动下容易显现应力集中问题.因此,本文采用动压监测手段监测了-45m水平J3和J4进路在开采情况下的矿压变化情况.通过对监测数据进行分析,获得了J3和J4进路在开挖过程...     

基于微震监测的矿山开挖扰动岩体稳定性评价

基于已有的微震监测资料,借助有限元数值模拟手段,分析深部矿山开挖条件下围岩裂隙损伤演化机制,同时探寻微震监测数据与应力场变量之间对应关系。研究结果表明：微震监测系统可以有效的识别围岩微破裂孕育机制并圈定岩体潜在失稳区域;结合数值模拟与微震监测结果发现3363号矿房围岩出现潜在失稳主要是由于矿房上覆岩层内部存在高水压含水层,在高水压力和开采扰动作用下,含水层与采空区之间形成条形的应力集中带,诱发微破裂的萌生、扩展和贯通,最终产生潜在失稳区;微震监测数据（累积事件数、累积能量、累积应力降）与应力场变量存在很好的对应关系,根据微震监测数据的时空分布规律可以对高应力区域的转移进行描述,并验证定量分析不同区域的应力状态的可能。研究结果为揭示复杂地质条件下深部矿山开挖岩体失稳机制及微震活动规律提供依据,指导矿山现场短期或者长期开采工艺的选择。     

微震监测技术在某金矿的应用与研究

某金矿在深部开采过程中,频繁出现顶板冒落、矿柱片帮、岩爆等地压灾害,并存在民采活动扰乱矿山正常生产秩序。通过台网分析及波速校正,设计并建设了满足矿山安全监测的微震监测系统。运用微震监测数据高精度定位震源,分析了定位事件的时空演化规律,评估了监测范围内岩体稳定性,同时定位得到了民采活动区域,为矿山安全生产提供了保障。     

阿舍勒铜矿微震监测系统建设与应用研究

为了应对阿舍勒铜矿二期深部开采工程中面临的地压灾害问题,结合深部地压活动性现状与采掘布局,合理选择了地压监测设备, 设计了32通道微震监测系统台网布设方案, 进行了现场安装调试以及定位精度反演与校准试验。在已建立系统的监测数据基础上, 通过波形识别区分了微震信号与其他信号, 建立了二期深部工程有效微震事件库, 统计与分析了大尺度矿井范围内时间、空间以及定量地震学参数的趋势特征, 结合现场地压灾害实例实现了监测预测, 结果表明: 时间序列上的活跃期、空间上的低震中集中度指标、定量地震学参数上的低b值和CUFIT值急剧积累至高值区后下降, 是地压灾害发生的预警前兆。     

JXY—4型振弦式双模压力盒在矿块崩落法地压监测中的应用

振弦式双膜压力盒由于其卓越的测试性能在地压监测工作中获得了广泛的应用，在铜矿峪铜矿矿块崩落采矿法攻关试验中，采用这一监测技术对出矿巷道地压变化规律进行了系统的监测研究，摸清了电耙巷遭地压显现特征，指出了矿块崩落法底部结构地压变化规律，为矿块崩落法地压控制提供了依据．