地质结构影响下的金属矿山地压显现机制初探

以金山店铁矿东区为工程研究背景,采用地质调查、位移监测、数值模拟及理论分析方法,开展地质结构影响下的金属矿山地压显现机制研究。研究结果表明,随采矿进深,岩体结构面对采空区围岩地压显现的范围具有明显控制作用,在陡倾优势结构面作用下,采空区上盘围岩形成反倾岩壁,下盘围岩形成顺倾岩壁,上盘地压显现范围远大于下盘;地压显现特征差异明显,结构面主控区的巷道以断面整体偏转变形为来压特征,断层控制的巷道以顶板垂直垮落为主、来压更为剧烈;地压显现的空间错动效应是结构面产状和局部断层滑移综合作用的结果,表现为开采阶段巷道稳定、而已采及深部未采矿体的阶段运输巷道发生大面积连续垮塌冒落。     

缓倾斜采空场处理新方法及采场地压控制研究

根据东桐峪金矿的具体条件,提出了控制爆破局部切槽放顶处理采空场的新方法和采场地压控制新方法—硬岩矿山的矿柱设计新理论。主要研究工作和主要研究结论如下: (1) 将顶板假设为岩梁,应用材料力学推导了切槽位置的计算公式,分析了采空场顶板的力学特性。研究表明,若仅开采至866 m水平,在966 m水平附近实施切槽是合理的,能引起顶板应力向有利于安全生产的方向重分布。若继续开采至 780 m水平,应在796.7 m附近实施二次切槽。该计算公式适用于连续、规则的采空场;否则,将会出现较大的偏差。例如,二次切槽位置的计算结果(796.7 m)偏差较大。 (2) 应用对NCAP-2D程序进行改进后得到的NFAS二维弹塑性非线性有限元程序,分析了东桐峪金矿采空场的力学特性。计算结果同样表明,若开采至750 m水平,966 m和866 m水平附近都是实施切槽放顶的合理位置,切顶能引起顶板应力向有利于安全生产的方向重分布,不会引起地表发生明显岩移。 (3) 根据理论分析,提出了控制爆破局部切槽放顶处理采空区的新方法。该方法应用控制爆破手段,在顶板拉应力最大的地点沿空场走向全长实施一定宽度的切槽,强制引起顶板最先在该地点冒落,并尽可能使冒落接顶,从而实现空场小型化及其与深部开采系统的隔离,削弱可能发生的自然冒落所激起的空气     

鲁中矿区破碎矿体开采地压测试及支护技术研究

 鲁中矿区地质条件复杂,地下裂隙水发育,矿体破碎难以安全采出。采场地压表现为在自重应力作用下,顶板出现拉应力破坏,导致顶板冒落。针对这种情况,开展采场地压规律的动态监测。应用钻孔应变计测量采场地应力变化,采用电子数显式收敛计量测围岩变形,得出采场巷道地压变化的一般规律,为矿山今后选择合理的开采方案和地压控制措施提供科学依据。     

SFKG-2型便携式岩石声发射仪在大红山铁矿的成功应用

随着大红山铁矿使用无底柱分段崩落法的逐渐开采,其回采的主采区空区面积不断扩大,根据此采矿方法的特点,当空区暴露面积达到一定程度时,空区覆盖层上方岩层会逐步冒落,直至地表塌陷。在地压活动逐渐变化过程中,用SFKG-2型便携式岩石声发射仪对主采区上覆岩层进行监测,结合现场观察,逐步分析地下开采引发的岩石移动与地压显现规律,为矿山采取行之有效的处理地压的措施奠定基础,确保矿山安全生产。     

平行矿体采空区稳定性分析及处理方式研究

云南某铅锌矿采空区实际情况复杂,属于平行矿体采空区.针对后续开采和矿山安全,分析采空区的稳定性,研究采空区存在的冒落塌陷和冒落气浪对矿山造成的安全隐患,并且对比采空区处理的方式,提出经济合理的采空区处理方式,对矿山后续安全生产具有很大的指导意义.     

加强空区顶板管理保证矿山安全生产

加强空区顶板管理保证矿山安全生产孟凡廷韩纪峰侯杰（山东华玉集团平邑石膏矿）中图分类号ＴＤ３２７．２空区顶板地压活动常给矿山生产造成严重危害，甚至成灾，它直接破坏矿山生产和威胁生产人员的人身安全。因此，加强探索空区顶板地压活动规律和空区顶板处理方法，战...     

采空区矿柱–顶板体系流变力学模型研究

 以采空区留矿柱采矿为背景,建立采空区矿柱–顶板体系流变力学模型,得出矿柱支撑下采空区顶板受流变作用位移控制方程,依此对采空区顶板破坏的不同阶段进行分析讨论。研究表明,考虑矿岩流变性的情况,采空区顶板岩层将随时间逐渐破坏直至坍塌。通过案例分析,所建立的考虑矿柱流变特性的采空区矿柱–顶板体系力学模型,可以对采空区稳定时间进行估计。     

远程地压监控技术在地下矿山中的应用研究

随着地下开采深度的不断增加,地压控制也越来越重要。结合地下采矿工程地压监控的需要,根据矿山的地压活动特点,提出采用远程地压监控技术来对矿山地压进行研究。研究在受限空间环境下,地下采矿远程地压监控系统的结构组成,并且对软件系统、硬件系统、网络系统进行研究与设计。结合采矿工程的特点,分析应力、位移、压力等传感器的布置要求。通过对地压的监测,得出该矿山的地压活动特点与矿柱目前的稳定性情况。实践结果表明,采矿地压远程监控自动化系统运行稳定,数据准确,能解决人工监测所不能解决的诸如测试人员人身安全、实时监测、已破坏岩体的监测等问题,是采矿地压监控新的发展方向,同时,也是数字化矿山的重要组成部分。     

金州石棉矿开展井下地压测试工作

大连市金州石棉矿系大型地下开采石棉矿山。目前,开采水平已转入矿床深部。采场地压随开采水平延深明显增加,主要表现在天井矿柱爆裂、支柱折断、断面变形;采场顶板呈片状爆落;渡线交叉口处破坏比较严重,影响井下生产和人身安全。为此,金州石棉矿与武汉工业大学合作,由国家资助进行井下地压测试工作,并列入国家建材工业局科技项目。     

高峰型矿震地压灾害与治理对策的研究

根据我国非煤矿山3个群次矿山地压灾害和高峰型矿山地压灾害的特点，首次提出了“系统矿山地压”的概念，建立了有别于“局部矿山地压”的“系统矿山地压”研究程式、研究方法和地压类别界定的全新研究思路，并取得突破性进展。以高峰型矿震地压为例，说明了所提出的“系统矿山地压”概念与方法的合理性与有效性。     

我国石膏工业现状

我国石膏资源丰富,储量占世界第一,产量暂居世界第二。中国是世界上最早开发利用石膏的国家之一。一、石膏开采业中国的石膏矿山主要分为地下开采和露天开采。地下开采(包括硐开采)的矿石量约占总开采量的70％。我国石膏矿山一般规模不大,多分布在中西部地区。年产50万吨以上的矿山屈指可数,采矿工艺和设备较工业发达国家有较大差距,劳动生产率更是低下。据初步统计,全国现有大小石膏矿山的500个,年产10     

露天转地下境界矿柱稳定性评价

露天转地下开采的矿山，其露天坑底境界矿柱的稳定性，对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况，对石人沟铁矿采空区围岩压力分布特点和可能的破坏模式进行了讨论，对其安全顶柱厚度运用工程类比法和摩尔一库仑极限平衡解析方法进行了评价，为矿山设计提出的境界矿柱厚度进行了验证和补充，同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

某露天转地下金矿采空区治理方案对策

在实际应用中,根据黄金矿体采空区的具体情况,推出一系列的治理方案。随着地表可以开采的资源越来越少,矿床埋藏的也越来越深但是覆盖层却比较薄,将地上开采转为地下开采,我们一般叫为露天转地下开采法。通过多种多方案对比且得出治理对策,对露天转地下开采岩体的移动变形与稳定性的问题已经成为首要解决的问题。要进行实际问题具体分析,对可行采空区以及矿山采空区进行解决。采取更实际的解决经验与其办法进行评价。     

深孔预裂爆破安全技术措施及注意事项

针对直接顶为质硬性脆的粉砂岩的工作面,我们可以采用深孔预裂爆破的方法对采空区的顶板进行人为放顶来使之强制冒落,本文主要从爆破方面入手,对采空区顶板的深孔预裂爆破安全技术措施及注意事项进行了介绍。     

矿山露天与地下联合开采实例安全性分析

随着国民经济的迅猛发展,矿产资源的逐渐枯竭,矿山露天与地下联合开采的实例越来越多,采空区上下方同时作业的矿山不在少数.针对这个问题,总结了评价矿山采空区顶板和矿柱稳定性常采用的理论分析方法,并针对大岭铁矿的实际工程实例,采用K.B鲁别涅依他公式和平板梁理论公式计算了顶板的最小安全留设厚度,利用岩石力学的极限平衡法分析了矿柱和顶板的稳定性,结合有限元数值模拟进行了对比分析,结果表明大岭铁矿采空区是稳定的.由此得出了上述理论分析和数值模拟是进行铁矿采空区稳定性分析的可靠手段和常用方法,可为以后类似开采提供参考.     

程潮铁矿西区采空区地表塌陷机制与变形规律初探

以程潮铁矿西区为例,依据地质调查分析与地表水平位移和垂直位移监测成果,结合采空区顶板崩落钻孔监测和崩落区高密度电法勘探等手段,分析程潮铁矿西区顶板崩落特征和在2006年采矿初期地表塌陷机制,探讨地面塌陷以后地表变形规律。研究结果表明:采空区顶板崩落呈间断的、不连续的特点,当顶板崩落传递到石膏岩时,石膏岩呈整体向下垮落的特点;石膏岩作为岩溶地下水隔水层的存在,对采矿初期地表塌陷起重要作用;电法探测的结果表明,采矿初期阶段地表塌陷不是由于顶板崩落传递到地表引起,塌陷的根本原因,是由于岩溶中的地下水迅速排泄引起的岩溶塌陷;这种塌陷机制作用下地表塌陷的位置有可能是在采空区正上方,也可能在采空区边缘;塌陷发生以后,地表变形呈漏斗状不断向外扩展,测点加速时间与地下采矿推进有很好的对应关系,表明地下采矿引起的岩层扰动已经传递到地表,地表变形受地下采矿的控制。     

基于微震监测关键层破断诱发冲击地压的物理相似材料模拟实验研究

为研究冲击倾向性顶板破断及其能量释放规律,采用物理模拟材料模拟实验,结合微震监测仪器、压力传感器,研究实体煤和采空区下回采工作面微震事件的分布特征及其与矿压分布规律之间的关系,分析矿压对煤岩体能量积聚与释放的影响,揭示关键层破断诱冲机制。研究表明:实体煤下微震事件主要发生在工作面前方顶板岩层中,微震事件能量释放值高于采空区下;采空区下微震事件主要发生在工作面后方顶板岩层中,微震事件发生的频次高于实体煤下回采。依据相似定理推导了能量相似比公式,定义物理相似材料模型中覆岩垮落发生大事件的能量值为333.33 J,发现大事件多发生在应力增高区"倒梯形"结构附近。随着工作面距离开切巷距离的缩短,微震事件能量积聚与释放周期随之减小。关键层破断诱发冲击地压时,主关键层积聚弹性能为冲击地压显现提供能量,冲击地压显现的位置一般处在受采动影响的应力增高区。为此,提出控制源头、降低应力集中、降低应力传导效率的控制策略,工程实践效果监测表明工作面顶板得到了有效控制,保障了安全生产。     

基于尖点突变理论的充填体下采空区安全顶板厚度计算模型

 充填体下采空区顶板结构普遍存在于利用充填体进行回采的矿山。为了保证矿山的作业安全,合理确定充填体荷载作用下顶板厚度参数具有重要意义。在分析充填体下采空区顶板结构形成及破坏机制的基础上,建立该顶板结构的稳定性力学模型,应用尖点突变理论分析其失稳的力学机制。依据顶板结构尖点突变模型失稳的充分条件和必要条件,推导得到充填体下采空区顶板极限厚度值表达式。结合某铅锌矿工程实例,计算得到矿山安全顶板厚度应大于11.48 m,在数值模拟验证和实际生产中,取顶板厚度值为12 m。验证结果表明：尖点突变理论可以有效阐释充填体下采空区顶板结构失稳的力学机制,而将其运用到顶板或类似结构的稳定性分析和参数设计中是合理可行的。     

浅论煤矿开采对地下水环境的结构影响

本文就煤矿采掘过程中顶板冒落和裂隙带、断层、采空区引发地表移动变形等储方面因素对矿区内地下水的赋存环境影响进行了浅显探讨，并对以所研究奥陶岩溶裂隙水的采后水资源量进行了评价，最后对采煤造成的地下水影响提出了相应防治措施。     

金属矿山复杂采空区围岩破坏及岩层移动机制研究

以武钢资源集团金山店铁矿东区为依托工程,厘清矿区工程地质条件和矿体开采情况;通过地压显现调查和微震破裂监测开展复杂采空区围岩破坏空间特征分析;结合三维数值模拟、围岩破裂监测和巷道破坏调查结果阐明矿区上下盘围岩破坏机制,提出基于岩体塑性破坏的围岩破坏角不连续变形分析指标,并与陷落角指标进行对比验证,揭示金属矿山复杂采空区引起的平面和剖面方向上岩层移动规律。研究结果表明：围岩破坏和巷道地压显现围绕采空区分布,在平面上半月形采空区凸出形状对两翼围岩破坏具有放大效应,在剖面上分段运输巷道破坏具有高程滞后发生的特点;采空区围岩破坏最初以顶部岩体垮塌冒落为主,随着采矿推进发展为断层滑移控制的筒状冒落破坏,最后扩展成为岩体结构控制的贯通滑移破坏,上盘围岩呈现倾倒–滑移破坏特征,下盘围岩呈现追踪断层和结构面的剪切–滑移破坏特征;不同勘探线剖面的上盘和下盘围岩破坏角和陷落角的数值及变化规律较为一致,均随采矿进程近似呈现先减小后趋于稳定的变化规律;上盘采空区(FeI)为条带状展布,趋于稳定的破坏角在不同勘探线位置近似一致,且主控优势结构面倾角越大,其稳定破坏角越小;下盘采空区(FeII)呈半月形平面形状展...