声发射技术在大姚铜矿大爆破前后的应用研究

本文分析研究了云南大姚铜矿大空区采场大爆破前后的声发射规律;并对大爆破后采场的稳定性进行了安全监测。根据大爆破前后声发射参数的不同变化,可以分析出岩体稳定性的变化趋势,指导安全生产。由此说明声发射技术在采场稳定性监测中是一种行之有效的方法。     

采场回采过程的声学特性研究

采用声发射与声波对云南大姚铜矿盘区开采过程进行监测分析，用声彼仪对支撑顶板的点柱进行监测；用ＹＳＳ声发射仪对采场四周的顶底柱进行声发射监测。分析结果表明：随着采场回采，空区体积不断增加，地音的总事件及能率不断增加，而点柱所测的声波速度反而降低，说明这两种监测手段对采场稳定性监测是行之有效的，且比较吻合。     

基于声发射监测的深部采场岩体稳定性分析

针对红透山铜矿岩爆、采场冒落等地压灾害频发现状,采用声发射监测技术对深部采场开采过程中的围岩稳定性进行了研究,着重分析了爆破开采后岩体恢复至稳定状态的时间和声发射空间分布特征.研究结果表明:爆破开采后,声发射数目突增至较高水平,随着时间的推移,逐渐下降;岩体恢复至稳定状态的时间和爆破距离呈线性关系;对于距离爆破作业较远的围岩(超过35m),声发射活动性在爆破后90 min内可以恢复较稳定状态;对于距离爆破作业较近的围岩(小于20m),声发射数恢复到稳定状态超过2 h;声发射定位事件主要在采场顶板和边墙集中,斜坡道内片帮现象比较严重.     

岩体声发射量化指标在采场稳定性监测中的应用

基于岩体破裂过程中的岩体声发射事件率和能率等测试参数,研究评价地下采场岩体稳定性的声发射相对强弱量化指标,以更有效地进行围岩稳定性评价.岩体声发射相对强弱指标可消除声发射测试参数受工程布置和地质构造等环境因素的影响,综合考虑事件率及其变化率和相对强弱指标,可以更准确地预测采场围岩的稳定性.利用声发射相对强弱指标评价岩体稳定性,结果与实际情况具有较好的一致性.     

受载组合煤岩声发射效应研究

利用岩石试验系统,对单轴受压的不同煤岩组合试样进行声发射试验,得到不同组合试样在受载破坏过程中的声发射效应。研究表明煤岩体在采动过程中的冲击破坏倾向性可由其声发射效应反映。煤岩强度越大、直接顶厚度与采高的比值越大煤岩冲击破坏时的声发射计数率就越强。因此,采取弱化煤岩体中顶板及煤层的强度和局部区域降低采高等措施能有效控制采场及巷道围岩动力灾害现象。     

深部采场开采扰动下巷道围岩松动圈演化规律研究

深部开采过程中,经常会遇到采场周边巷道围岩支护失效、巷道破坏等问题。为改善支护效果,采用声波测试技术研究阿舍勒铜矿深部采场开采过程中的巷道围岩损伤规律,着重分析与采场不同距离处巷道围岩损伤程度的差异。结果表明：深部采场开采扰动对周边巷道围岩松动圈厚度有明显影响,随着开采扰动次数增加,各测孔处的巷道围岩损伤均出现了不同程度增长;采场开采过程中,随着与采场距离的增大,开采扰动对岩体的损伤逐渐减小。阿舍勒铜矿深部采场开采下盘应力集中区距下盘采场边界距离为20~25 m;距离采场下盘最终边界25 m处的测孔开采扰动累积损伤增量小于开采前损伤量的20%。采场开采扰动前,巷道围岩松动圈与巷道位置无关,阿舍勒铜矿50 m中段巷道围岩松动圈厚度为1.4~1.7 m;开采扰动后,采场附近巷道围岩松动圈厚度为1.6~2.0 m。研究成果对于改善矿井支护效果、降低支护成本有一定的参考价值。     

深部采场开采扰动下巷道围岩松动圈演化规律研究

深部开采过程中，经常会遇到采场周边巷道围岩支护失效、巷道破坏等问题。为改善支护效果，采用声波测试技术研究阿舍勒铜矿深部采场开采过程中的巷道围岩损伤规律，着重分析与采场不同距离处巷道围岩损伤程度的差异。结果表明：深部采场开采扰动对周边巷道围岩松动圈厚度有明显影响，随着开采扰动次数增加，各测孔处的巷道围岩损伤均出现了不同程度增长；采场开采过程中，随着与采场距离的增大，开采扰动对岩体的损伤逐渐减小。阿舍勒铜矿深部采场开采下盘应力集中区距下盘采场边界距离为20~25 m；距离采场下盘最终边界25 m处的测孔开采扰动累积损伤增量小于开采前损伤量的20%。采场开采扰动前，巷道围岩松动圈与巷道位置无关，阿舍勒铜矿50 m中段巷道围岩松动圈厚度为1.4~1.7 m；开采扰动后，采场附近巷道围岩松动圈厚度为1.6~2.0 m。研究成果对于改善矿井支护效果、降低支护成本有一定的参考价值。     

基于Mathews图解法的采场围岩稳定性分析

针对国内某铜矿急倾斜中厚矿体采场的结构参数、矿体产状和赋存条件,采用Mathews稳定性图解方法分析了该矿-445 m中段1′03采场顶板、矿柱侧帮和围岩的稳定性,为采场结构参数设计优化提供了可靠的依据。     

多步骤回采时采场底部结构稳定性监测与分析

对冬瓜山铜矿-760 m水平50线和52线采场底部结构巷道围岩变形进行了监测,采用累计位移和变形速率相结合对巷道围岩的稳定性进行分析,并采用巷道围岩稳定性指数对巷道稳定性进行了评价。     

巷道围岩破坏时的声发射特性

使用真三轴压机模拟巷道围岩的受力状态 ,研究了砂岩破坏过程中的声发射特性。研究表明巷道围岩破坏方式、破坏面形态不同 ,其临破坏前声发射规律不同 ;提出了巷道围岩稳定性监测和预报的合理参数。     

大昌矿业上向分层采矿法工艺优化研究

在矿山开采中,上向分层充填采矿法应用较为广泛,传统的上向分层充填采矿法每班作业人员进入采场进行凿岩落矿,采场顶板局部稳固性难以保证,大块率较高,需要进行二次破碎,工作效率低,施工成本高。为克服上述问题,采用逐层挤压、光面爆破采矿方法,再进行采场顶板光面爆破。这种方法大块率少,爆破成本低,采场顶板较为平整,减少对围岩的扰动,保持围岩的稳定,作业人员在采场内施工较为安全。     

某铀矿井采场顶板地压监测与对比分析

某铀矿井开采深度的增加和采矿方法的改变,给采场顶板稳定性带来了新的不确定因素。为了及时掌握深部采矿中,采用不同采矿方法时采场顶板围岩的稳定性,在-150m中段12-4采场布置钻孔应力计、压力计和位移计,分别对巷道围岩和采场顶板的表面位移、顶板压力和应力进行监测。通过对比分析监测数据,掌握了上向矸石充填法和无轨采矿法采场顶板稳定性的变化情况,为矿山的安全生产提供了科学指导。     

金属矿山阶段嗣后充填采场空区破坏机理

依据和睦山铁矿现场实测资料,证明金属矿山阶段嗣后采场围岩破坏具有明显的间歇性和突发性;对其破坏机理进行了数值模拟分析。结果表明：采场顶部围岩产生卸压圈,受拉伸作用,卸压圈内岩体自重应力通过应力拱传递到矿柱上,导致矿柱应力集中出现剪切滑移破坏;其变形破坏程度受顶板、矿柱围岩稳定性以及二次开采扰动的影响。基于普氏拱理论,以矿柱为研究对象,建立了阶段嗣后采场失稳演化模型,得到了矿柱破坏方式和采场失稳演化过程：矿柱稳定阶段、矿柱大形变阶段、部分矿柱失效以及矿柱整体失效。     

白音呼布金属矿采场跨度优选与围岩稳定性分析

白音呼布矿区井下开采已经进入深部,矿体多处于构造破碎带中,节理发育、地压作用显著,围岩等级差异较大,直接影响采场的稳定性。为了探究合理的采场跨度,确保井下矿产资源高效、安全开采,采用数值模拟方法对白音呼布矿区300m中段采场进路跨度及围岩稳定性进行研究,分析了不同采场跨度对围岩位移场与应力场变化及塑性区扩展规律的影响。根据数值模拟计算结果,以采场进路监测点位移曲线、应力变化和塑性区是否贯通为依据,确定井下Ⅲ级围岩采场安全跨度。研究结果表明:Ⅲ级围岩采场进路跨度超过6m后,顶板竖向位移和两帮水平位移显著增加,采场两进路塑性区完全贯通,确定Ⅲ级围岩采场进路的最优跨度为6m。     

分级围岩下充填滞后时间优化及数值分析

为研究合理采空区充填时间,基于蠕变理论,利用改进的西原正夫模型进行分析,确定最佳充填时间段;采用FLAC3D软件进行采场及围岩三维模型构建,进行不同等级岩体在不同充填滞后时间下采场稳定性分析,确定不同等级围岩合理充填滞后时间。结果表明：1）采用充填采矿法进行矿体开采,可有效抑制围岩变形,并提高采场稳定性。2）III、IV、V级岩体条件下即采即充能使采场的变形达到最小,有效控制采场的变形。3）III级围岩的充填滞后时间不应超80 h,IV级围岩的充填滞后时间不应超60 h,V级围岩的充填滞后时间不应超30 h。     

深部金属矿山卸压开采研究

为了确保深部资源的安全高效经济开采,以广西某矿业公司深部105号矿体作为研究对象,针对105号矿体即将开展的大规模开采过程中有可能出现的应力诱导矿压灾害,开展了卸压开采研究。根据矿区105号矿体及围岩的岩爆倾向性结论,结合矿区开采技术条件与开采工艺、地应力水平与岩体力学参数,提出了4种卸压方案,并利用FLAC3D及Plot Digitizer软件对4种方案的卸压效果进行模拟分析。结果表明:采场两侧布置卸压槽卸压方案使采场周边应力降低14.8%;切顶和拉底布置卸压槽卸压方案卸压不成功;在上盘深孔卸压爆破卸压方案使采场周边应力降低50.4%,在矿体与围岩之间能形成有效的应力隔离带;矿块分步回采方案使采场周边应力降低63.6%,最终通过最大主应力比较分析确定矿块分步回采为最优方案。     

某矿分段采场上盘围岩稳定性分析及工程应用

为了保证某倾斜矿体分段采场的安全生产，采用理论分析和FLAC3D相结合的方法对不同条件的采场上盘围岩的稳定性进行研究；分析各参数条件下上盘围岩的当量暴露面积、应力、位移、塑性区分布等指标与采场长度、高度之间的关系；结合岩石强度理论、拉应力区分布面积及位移极限判据提出安全经济的结构参数，并通过工程应用对分析结果进行论证。结果表明：当量暴露面积随采场长度的增长率大于随高度的增长率，当采场长度大于40 m时，采场高度对当量暴露面积的影响权重逐渐增大；当采场长度和高度均为40 m时，其上盘围岩沿采场左右边缘及底部分布拉应力破坏区，最大位移量为41.77 mm，局部逐渐产生了塑性区，但各塑性区未发生贯通，可保持自身稳定。工程应用结果表明，开采过程中上盘围岩在出矿期间未出现剥离和掉渣现象，整体稳定。因此，为了有效保证采场安全和生产效率，建议矿山采场高度选择40 m，长度选择40 m。     

迎回采工作面沿空巷道围岩稳定性机理及控制技术研究

迎回采面沿空掘巷经历邻近工作面回采引起的动压全过程,巷道围岩稳定性急剧恶化并发生较大变形,巷道维护困难。采用理论分析、数值模拟及现场工业试验来研究迎回采工作面沿空掘巷围岩稳定性及支护技术,得出此类巷道具体的支护技术。现场工业试验表明,该技术能有效控制围岩变形,保证了工作面的正常接替。