深部矿山巷道岩爆倾向性预测及防治技术研究

在深部矿山开采过程中,由于高地应力及复杂地质条件,岩爆时有发生。利用多种岩爆判别标准,并结合层次分析-模糊综合评判深部岩体的岩爆倾向性,结合矿山实际情况,提出岩爆防治措施,并根据岩爆支护设计原则,设计了两种可行支护方案,分析应力集中部位、大小等参数以及破坏特征,与矿山原方案作对比,进行支护优化。结果可为矿山开采岩爆防治提供参考。     

地下磷矿开采岩爆机理及防治对策

随着地下工程的不断发展,岩爆成为严重影响施工安全的地质灾害,为了研究岩爆发生机理及防治措施,以宜昌后坪磷矿岩爆灾害为工程背景,现场采取后坪磷矿岩爆区域岩样,运用GCTS系统岩石三轴仪进行室内岩石三轴试验,分析围岩物理力学参数,通过岩爆预测深度判据,预测岩爆发生的深度,并利用三轴试验下的声发射三维定位技术,分析岩爆发生机理,并为工程岩爆预防及处理提供对应措施。     

深部巷道岩爆预测及防治技术

通过对平煤集团十二矿发生岩爆的统计分析、电磁辐射法预测预报岩爆危险性可行性、爆破卸压解危措施效果等多方面的研究，提出了岩爆的预测预报方法及防治措施，并在现场进行了工业性试验。     

鸡冠嘴金矿深部岩爆倾向性预测

参考目前国内外有关岩爆的研究成果,对鸡冠嘴金矿即将进入深部开采阶段的矿岩进行综合分析,选用具有工程实用价值的岩爆判断准则预测其发生岩爆的可能性,分析岩爆的发生条件及影响因素,进而提出有效的预防措施。     

数据缺失的SOA-KELM岩爆倾向性预测

:为简化模型结构、解决迭代训练拖延问题,利用海鸥（SOA）算法进行核极限学习机（KELM）重要参数择优,建立基于数据插补和SOA-KELM的岩爆风险预测模型。综合岩爆预测过程中多因素影响,选取单轴抗压强度,单轴抗拉强度等6种指标作为岩爆风险评价指标,搜集93组岩爆实测样本。一方面采用随机过采样补充少数类别样本数据,一方面采用ELMAN神经网络进行缺失数据插补,构建高质量岩爆风险预测样本数据库。最终将预处理后的数据输入4种模型中进行分类预测。结果表明：数据插补后,各模型预测准确率提升5.56%~16.67%。不同情况下,SOA-KELM预测准确率均为最高数值,且数据随机过采样处理并未影响模型预测准确率,融合ELMAN神经网络和SOA-KELM的预测模型可有效应用于岩爆风险预测,为实际岩爆预测提供了新思路。     

基于地应力测量的岩爆倾向性预测

根据岩性选择地应力测点的位置,采用套孔应力解除法测得该矿山三维地应力测试结果,线性回归得出最大主应力随深度的变化,使地应力更好地应用于岩爆预测。从岩爆发生的力学、脆性、完整性和储能等四个方面的要求来描述岩爆发生的可能性,系统地提高了岩爆倾向性预测的准确性,并与该矿现场岩爆情况、发生的位置进行对比分析,提出了一套新的简便、完整的岩爆倾向性预测的方法。     

蒙库铁矿深部巷道岩爆预测及控制技术

针对新疆蒙库铁矿井下采用竖井—平硐—斜坡道联合开拓的井下斜坡道延伸 902~884 m 段开挖过程 中发生的岩爆现象,分析了深部岩爆段巷道岩爆现象及成因,得到岩爆时的岩体结构和岩性特征,利用应力解除法 计算深部巷道岩体的三维初始地应力,确定了巷道围岩的本构关系,提出了深部巷道围岩岩爆预测方法。通过对 深部巷道岩爆控制有限元分析,表明锚网喷支护效果显著,保证了井下斜坡道延伸段在开挖施工工程的安全性和 矿井生产期间的长久稳定性,可以实现深部巷道的安全快速施工。     

深竖井开挖岩爆倾向性多指标预测

工程地质勘查孔及其信息是深部岩石工程前期重要的研究对象和决策依据。综合考虑诱发岩爆的内因和外因,从岩石性质条件、围岩应力条件、围岩地质条件三个方面选取8个评价指标,基于钻孔岩芯开展了地应力测试、岩石力学指标测试、声波测试,分析了新城金矿新主井-930 m以下井筒开挖岩爆倾向性。结果表明:①岩爆倾向性并非随深度线性增长,各深度水平岩爆危险性真实值应为多种因素综合作用的结果;②新城金矿新主井-930 m以下深度井筒开挖的岩爆倾向较大,可采用作业面钻孔卸压、垂直井壁钻孔卸压、超前爆破卸压、柔性让压支护等手段进行岩爆防治;③不同指标分级方法所得结果存在一定的差异性,说明单指标岩爆倾向性评价方法存在一定的局限性,应建立更为科学的综合评价方法。     

深部巷道岩爆的发生机理及防治对策

通过对平煤十二矿和八矿发生的岩爆现象进行统计分析,发现该地区岩爆现象有一定的规律性,对岩爆现象的性质、发生机理有了初步的认识。实践证明,采用电磁辐射法对岩爆的危险性进行评价及预测预报是可行有效的。通过实施钻孔卸压解围措施,减轻了岩爆发生的危险性和强度。     

基于声发射测试的岩爆倾向性预测研究

为研究岩石岩爆倾向性与加载过程中声发射特征的关联,建立了不同岩爆倾向岩石加载过程中声发射累积数与应变的定量关系,并对3种不同岩爆倾向性岩石单轴加载下的声发射特征进行了实验室试验,验证了其正确性。当岩石岩爆倾向性较强时,随着应变量的增加,主破裂之前只有零星的声发射出现,并且能量非常小,主破裂之后的声发射几乎没有,而主破裂时的声发射数目和能量都非常显著。当岩石岩爆倾向性较弱时,加载不久就有少量声发射出现,在时间上呈现无规则型、没有声发射率显著变化的阶段出现。     

基于RS-改进云模型的岩爆倾向性预测

针对岩爆倾向性预测的模糊性和不确定性,提出了基于粗糙集理论和改进的云模型相结合的预测模型。在原有云模型的基础上,提出模糊区间的概念,进而对云模型的定义加以完善,对于云模型特征参数的求取也进行了改善。结合粗糙集理论的基本知识,把求解权重问题转变为求取属性重要度问题,进而求得综合权重,根据最大隶属度原则确定岩爆等级。选取岩石单轴抗压强度σ_c、岩石抗拉强度σ_t、切向应力σ_θ、弹性变形能Wet为评价因子,以国内外40组数据为学习样本,通过冬瓜山铜矿岩爆实测数据为待测样本验证其准确性。经计算,通过该模型确定的岩爆等级与实际岩爆等级基本相符,说明该模型具有较好的预测性和科学性,也为岩爆倾向性预测问题提供了新的思路。     

基于多重判据的某深部矿区岩爆倾向性研究

以岩石的岩爆倾向性出发,选取了脆性岩爆指标、Barton岩爆指标、改进后弹性变形能岩爆指标和冲击能岩爆指标作为评价岩石岩爆倾向性的判别法则。对某深部矿山的主要岩石进行岩爆倾向性评价,并进行了相应的力学试验和计算,各岩爆指标的判别结果之间存在差异,为了更加准确、合理的对4种岩石的岩爆倾向性等级做出评价,将脆性岩爆指标判别法、Barton岩爆指标判别法、弹性变形能岩爆指标判别法和冲击能岩爆指标判别法的判别结果进行综合分析,得出了更加准确的判别结果。     

基于粗糙集与遗传算法的岩爆倾向性预测方法研究

结合粗糙集理论与遗传算法,提出一种新的岩爆倾向性预测方法。以碳化矿床采场工作面岩爆倾向性预测为例,选取9种岩爆影响因素作为条件属性,将采场工作面岩爆倾向性结果作为决策属性,选取77组采场岩爆或非岩爆工程实例数据,构成岩爆倾向性预测样本集合。将样本集合随机分为训练样本和测试样本2个集合,对2个集合的属性值进行量化,建立训练样本决策表与测试样本决策表。采用遗传算法对训练样本决策表的条件属性进行约简,得出条件属性的最小约简和核。应用粗糙集理论从约简结果中提取精简的岩爆倾向性判别规则集。用获得的规则集对测试样本决策表中的岩爆倾向性进行预测,并与实际结果对比,验证了判别规则集的可行性和有效性。结果表明,基于粗糙集与遗传算法的岩爆倾向性预测方法更具客观性和科学性,有较高的工程实用价值。     

某深井矿山岩爆特征及形成机理研究

地应力、构造发育。对矿山地质条件进行了阐述,通过现场调查,描述了岩芯饼化和围岩剥落现象,分析了岩爆特征,总结了发生岩爆的基本规律,对8#矿体进行了岩爆类型和岩爆烈度分级划分,得出了该矿体围岩从1 451 m中段至1 261 m中段具有中等至强烈岩爆倾向性,从原岩应力、地质构造及开采深度等岩爆影响因素分析了岩爆发生的成因和形成机理,为选择合理的采矿方法和岩爆控制技术措施提供了重要依据。     

深部隧道岩爆倾向性预测与开挖优化数值模拟

岩爆是深部隧道施工阶段不可避免的地质灾害之一,为了确保施工正常进行,准确预测岩爆的发生对深部工程安全建设具有重要工程意义。以米仓山隧道为工程依托,依据隧道岩爆段现场工程概况,基于三维离散元数值仿真平台对隧道风险区域进行岩爆倾向性预测,分析开挖后隧道掌子面附近围岩截面的二次应力场与能量场分布;对隧道风险区域采取优化开挖进尺的方法,并分析不同进尺开挖下围岩应力场与能量场的变化规律。结果表明,基于能量准则能够有效预测岩爆发生的具体位置与等级,具有良好的可行性与准确性,且控制开挖进尺可以有效分散围岩内储存的弹性应变能,削弱因开挖导致的围岩局部应力集中现象。     

基于深部开拓巷道的岩爆预测及防治技术分析

岩爆是矿山在开采过程中严重的灾害现象,随着矿山浅部资源的日趋枯竭,矿山相继进入深部开采阶段,在“三高”作用的影响下,深部开采使得岩爆问题愈发突出,成为制约矿山安全生产的重大隐患,本文以棋盘井煤矿为研究对象,通过侧压系数进行巷道围岩的岩爆预测,针对该区域岩体具备中级岩爆的可能性,提出岩爆防治技术,通过对工作面前方进行超前卸压、松动爆破卸压及对工作面后方进行深孔卸压,有效地降低了巷道岩爆发生的可能性,在一定程度上,保障了矿山安全施工与开采。     

某深井矿山岩爆预测模式研究

针对某深井矿山的微震监测信息,采用地震学原理进行震源参数量化计算,结合现场岩爆记录,对井下地压活动与微震参数时空变化的响应规律进行了研究.结果表明:一定时间域内微震参数的空间变化反映了岩体的应力分布状态,可做为岩爆危险区识别的依据;一定空间域内微震参数的时间变化与岩体破裂过程紧密相关,震源参数随时间突增、骤减等异常变化表征岩体不同的变形阶段.基于研究结果,提出以应变硬化结束应变软化开始的时间点作为岩爆预警点,构建了该矿岩爆预测的一般模式,实际应用效果较好,为类似矿山的岩爆预测提供了借鉴意义.     

基于模糊数学法的阿舍勒铜矿深部岩体岩爆倾向性预测

在地应力测试和岩石力学参数试验的基础上,首先采用单指标评价法,如:岩石脆性系数法、能量冲击性指数法、岩石弹性能量指数法等,对阿舍勒铜矿深部岩体的岩爆倾向性和烈度大小进行了预测,发现采用不同的岩爆倾向评价方法,其结果会存在一定的离散性.基于单指标评价结果,采用模糊数学评判法,建立数学模型,对阿舍勒铜矿深部围岩体岩爆倾向性...     

深部开采矿山岩爆倾向性研究

岩爆是深部开采中最为常见和严重的岩体破坏现象。针对湖北某矿深部开采过程中遇到的岩爆问题,分别采用脆性系数判别法、弹性变形能指数判别法、冲击能指标判别法、岩体结构判别法对该矿3种岩石的岩爆倾向性强度等级和顺序进行了判别,并据此提出了相关建议,以减小该矿深部开采岩爆灾害的发生。     

冬瓜山铜矿岩爆倾向性分析

冬瓜山铜矿床是我国首例埋藏深度超过千米的金属矿床．目前正在进行有岩爆倾向深埋矿床的开采技术研究．分析了冬瓜山7种典型岩石的弹性能量指标WET、脆性系数R、冲击能量指标WCF和试块储存的最大应变能Es等4项指标．认为这7种岩石中有2种具有中等岩爆倾向，2种具有微弱岩爆倾向．还有3种不具有岩爆倾向．