岩体崩塌的早期预警方法与试验验证

岩块体崩塌的早期预警一直是岩土工程灾害研究的热点和难点问题。传统监测方法大多关注于破坏阶段,因此很难实现崩塌等脆性破坏灾害的早期预警。实际上,崩塌通常经历分离和破坏两个阶段。关注分离破坏阶段的前兆事件,可更快提醒公众在灾难性的崩塌事件之前寻求庇护。本次实验应用激光多普勒测振技术,通过新型物理模型实验,开展危岩分离破坏前兆现象识别研究。实验采取新型的冰冻实验方法来模拟岩块体黏结强度不断降低,块体随着时间推移,稳定性不断降低,最终于117 s发生破坏。监测结果显示,频率监测指标分别在50 s和115 s发生分离和加速破坏前兆。基于分离阶段破坏前兆识别提前67 s实现预警,而基于加速破坏阶段的破坏前兆识别则在破坏前2 s触发预警。相较于传统的基于破坏前兆识别的预警思路,基于分离破坏前兆识别的预警方法提前65 s对岩块体崩塌破坏进行预警,具有更好的时效性,可有效利用早期预警的黄金期,为工程中更好地应对崩塌灾害争取时间。基于分离破坏前兆识别的岩块体崩塌灾害预警思路是矿山等高陡边坡岩体崩塌等脆性破坏灾害应急预防的发展方向。     

节理岩体强度及其破坏机制研究

从岩石材料的细观尺度分析节理岩体的强度特性及其变形破坏机制,细观模拟了节理岩体岩桥断裂扩展机制,进一步研究了节理岩体强度及其破坏机制。分别对含单结构面、两组结构面和断续节理岩体破坏机制进行了研究,指出大量岩体工程的失稳破坏,通常是由于开挖面附近荷载的变化,岩体中断续节理的张开、闭合和扩展而产生新的贯通滑移面引起的,即岩桥的贯通。     

兰尖铁矿地压灾害预警管理系统研究与应用

以兰尖铁矿采矿过程中的地压灾害预警为实际研究点,论述了兰尖铁矿地压监测预警研究的重要性,建立了符合兰尖铁矿实际的地压监测网及SQL动态数据库,并建立了基于灰色理论模型、Verhulst模型、Verhulst反函数模型、突变理模型等非线性科学理论的地压灾害预警模型,实现了灾害预警模型程序化、数字可视化的地压灾害预警管理系统,研究得出了兰尖铁矿多通道声发射事件数预警临界值,运用地压灾害预警管理系统对兰尖铁矿1400 m分层B#穿脉矿岩体的稳定性进行预警分析,分析结果有效地指导了生产实际,在兰尖铁矿中应用效果良好,为矿山的安全生产提供了强有力的技术支撑。     

基于普适型仪器的崩塌监测预警初探——以珠海市高新区两处崩塌为例

崩塌是珠海市常见的一种地质灾害,发生时掩埋公路、砸坏路基及建筑,造成经济损失、引起人身伤亡。按照《中国地质调查局地质灾害监测预警普适型仪器设备示范试用工作方案(2020年3月)》的要求,在珠海市高新区选择了2处崩塌灾害点,布设多功能智能监测仪、土壤水分传感器、翻斗式雨量计和高清视频监测仪等设备,对地质灾害体的变形破坏、相关因素、宏观前兆等指标开展专业化综合监测。在监测系统运行的近一年中,捕捉到了崩塌监测体毫米级的变形。通过2处崩塌监测预警工作的建设,为珠海市类似问题提供了可供参考的解决方案。     

采空区灾害监测及预警应用技术

随着矿井采场面积的不断扩大,开采深度增加,采空区面积扩大,导致瓦斯涌出和煤炭自燃隐患更加突出。通过建立矿井采空区灾害监测系统,分析瓦斯、自燃指标气体、温度、压差等预警参数,并提出预警关键技术。最后,通过采取相应的防治措施,保障了矿井安全生产。     

边坡工程失稳灾害预警的研究

从边坡工程实践出发,定义了边坡工程失稳灾害预警的概念,论述了其研究的基本原理与方法,建立了边坡工程失稳灾害预警的研究步骤与程式,取得了良好的实际效果.     

基于预警模型机制的矿山地压灾害预警程序系统研究

论述了矿山地压灾害预警研究的必要性和重要性,引进了非线性科学理论数理模型,将其应用到矿山地压灾害预警中,并运用Visual Basic计算机程序语言编制了矿山地压灾害预警管理系统软件,结合MapGis图形特性显示功能,将其与数据、预警程序软件进行有机结合,实现了矿山地压灾害预警管理系统的可视化。同时,将此矿山地压灾害预警程序软件应用到柿竹园矿的地压灾害预警中,成功的进行了多次预报,避免了大量人员伤亡和财产损失,保证了矿山安全生产,取得了良好的应用效果。     

黎城县超高基岩崩塌形成机理和成灾模式及监测预警方法

从黎城县超高基岩崩塌形成的内外因素分析,根据其成灾模式的不同,从而针对不同类型的超高基岩崩塌,采取不同的监测预警方法。对不同监测预警方法进行比对,分析其优缺点,根据不同超高基岩崩塌提出不同的监测预警方法,为未来该县地质灾害防控体系监测预警奠定了较为坚实的基础。     

基于微震监测的地压灾害预警参数分析研究

利用麒麟厂在1 751～1 031 m水平已建成的微震监测系统,通过数据采集及筛选处理,构建了有效微震事件库,并结合现场地压活动状况,从微震时间序列、空间分布与演化、定量地震学参数等方面对微震事件展开了分析研究,以确定多参量预警阀值,实现地压灾害监测预警。结果表明,麒麟厂微震监测系统的预警阀值为: 时序集中度Q_时>1,震中集中程度Q_空≤100,地震学参数b≤0.20、β_n≥1.5和η≥1.1。     

矿山地压灾害预警及预警模型可视化研究

论述了矿山地压灾害预警研究的必要性,介绍了矿山地压灾害预警研究现状,提出了灾害预警研究方法。同时,建立了基于灰色理论模型、Verhulst模型、Verhulst反函数模型、突变理模型的矿山地压灾害预警系统,并通过程序编制实现了数字可视化灾害预警管理系统。灾害预警模型程序可视化的实现,为矿山地压灾害预警和安全管理提供强有力的技术支持。     

尾矿库溃坝监测预警系统设计研究

通过分析国内外尾矿库事故原因,确定了浸润线、防洪能力、坝体位移和降雨量作为尾矿库安全运行的主要监测指标。并结合现代监测技术设计开发了尾矿库溃坝监测预警系统。介绍了本系统硬件和软件结构及功能。     

巴河流域平推式崩塌机理研究及防治思路

通过开展四川省巴河流域地质灾害的调查,共获得了崩塌地质灾害点11处,其中平推式崩塌为5处,占总崩塌数的45%。研究显示该类型的崩塌具有平推式滑坡相似的特征:坡体上部砂岩、底部夹层为泥岩;坡角近垂直;坡体后缘发育有平行坡面、出露于地表的裂隙,裂隙两侧封闭。强降雨时,雨水流入裂隙,产生的动水压和静水压,还有高水头产生的劈裂作用,致使裂隙的加速发育。上部的砂岩层沿着泥岩层向外推挤,从而产生临空面发生崩塌。灾害体会受水的影响,产生临空面—崩塌—再产生临空面—再崩塌。所以要根治该类型的崩塌隐患,治理措施应注重考虑防止地表水流进裂隙、遏制裂隙的发育。     

坚硬顶板工作面冲击地压监测预警技术

针对坚硬顶板和高应力的开采条件,提出了冲击地压远近场联合监测预警技术。采用ARAMISM/E微震监测系统进行远场监测,对工作面开采过程中微震事件的时空演化规律进行分析,确定冲击地压预警指标b、η、M_m、A(b)的值分别为0.58、1.52、2.32、7.85,建立联合指标对冲击地压进行预报。采用电磁辐射和煤体应力进行近场监测,确定工作面和两回采巷道电磁辐射强度预报值分别为154、131、136 mV,结合煤体应力等值线的变化,对冲击危险性进行评价。应用实例表明,采用冲击地压远近场联合监测预警技术后,成功预测了数次冲击地压,取得了较好的预测效果。     

斯派尔矿瓦斯动力现象监测及预警技术

斯派尔煤矿属于高瓦斯矿井,受复杂地质构造条件的影响,容易发生瓦斯动力现象。通过对现场测试数据分析,选择了反映掘进工作面瓦斯涌出特征的指标作为瓦斯动力现象监测的主要指标,并利用控制图方法和3σ原理确定了各监测指标的预警临界值;最终形成了适合现场实际的监测及预警技术,对于实现斯派尔矿瓦斯动力现象的准确预测具有重要的意义。     

煤矿瓦斯灾害预警GIS系统的研究

本文首先分析了煤炭瓦斯灾害预警GIS系统实现中相关的WebGIS技术、开发工具以及数据库平台,其次研究了煤矿瓦斯灾害预警GIS系统的需求以及体系结构,并进一步探讨了煤矿瓦斯灾害预警GIS系统主要功能的实现。     

矿山岩体破坏微震分异速率特征及预警研究

在矿山岩体破坏预警研究中,探究岩体损伤特征规律及给出具体预警参数值对保障矿山安全至关重要。本文以某金属矿山为例,基于微震监测技术建立地压监测系统,结合该矿山某次顶板大范围冒落事件,采用主成分分析法确定最佳统计时间窗口,对顶板冒落事件前后微震时空演化特征进行分析。分析表明微震事件密度云图中心位置与破坏位置相一致,在岩体破坏前微震数量有持续增多,达到峰值后又迅速下降的前兆信息。以微震数量方差表示微震分异程度,以此表征岩体受损程度,采用有限差分法得出微震事件分异速率指标,研究表明岩体破坏过程微震分异速率分为稳定分异阶段、加速分异阶段和岩体破坏3个阶段。稳定分异阶段分异速率呈正态分布,采用Gauss Amp函数对其进行拟合,最终得出置信度为0.99的将区间上限0.306确定为分异速率预警值。该研究为采用微震监测技术的矿山灾害预警系统建立提供理论基础,对矿山安全生产管理具有一定借鉴意义。     

煤层底板监测预警系统应用研究

为了实现煤层底板富水性变化的动态监测,保证矿井安全生产,以赵庄矿为例,对煤层底板监测预警系统进行应用研究。该系统由数据采集系统、分析处理系统、预警系统组成。预警系统可实现对煤层底板监测数据的自动采集、传输、处理、分析、成图和报警。图像反应监测区域煤层底板岩层的富水性,达到报警条件时,向预先指定的客户端发送报警信息。     

煤矿安全预警系统的构建研究

煤矿的安全生产状态,是煤矿安全生产管理需要解决的首要问题。文章以预警理论为指导,结合煤矿生产的实际情况,设计分析了煤矿安全预警系统的框架。     

岩体局部冒落的预警系统初探

岩体的局部冒落长期困扰着地下矿山的安全生产，对其进行预防、预报势在必行，。在分析常用研究方法的基础上，通过对切变时间的分析研究，提出了监测围岩冒落的预警系统，采用自愿制仪器进行初步实验，取得了较好的效果。