Seismological method for prediction of areal rockbursts in deep mine with seismic source mechanism and unstable failure theory

The research on the rock burst prediction was made on the basis of seismology, rock mechanics and the data from Dongguashan Copper Mine (DCM), the deepest metal mine in China. The seismic responses to mining in DCM were investigated through the analyses of the spatio-temporal distribution of hypocenters, apparent stress and displacement of seismic events, and the process of the generation of hazardous seismicity in DCM was studied in the framework of the theory of asperity in the seismic source mechanism. A method of locating areas with hazardous seismicity and a conceptual model of hazardous seismic nucleation in DCM were proposed. A criterion of rockburst prediction was analyzed theoretically in the framework of unstable failure theories, and consequently, the rate of change in the ratio of the seismic stiffness of rock in a seismic nucleation area to that in surrounding area, dS/dt, is defined as an index of the rockburst prediction. The possibility of a rockburst will increase if dS/dt>0, and the possibility of rock burst will decrease if dS/dt<0. The correctness of these methods is demonstrated by analyses of rock failure cases in DCM.     

工科专业“有限单元法及程序设计”课程改革新思路

在对当前工科专业有限元教学现状分析的基础上,提出了工科专业本科和研究生阶段统筹考虑的＂有限元法及程序设计＂课程改革新思路。其主要思想是,将权威开源代码与有限元理论学习相融合,通过＂代码＂学习＂理论＂,通过＂理论＂理解＂代码＂,让学生＂学得懂,对得上,可复用＂,既扎实掌握有限元理论,又熟练掌握一套终身受益的程序代码,从而切实提高有限元教学效果和质量,最终为学生今后工作和继续深造中使用有限元打下坚实而有用的基础。     

深井金属矿床安全高效开采技术研究

深井开采存在高应力、高温、高岩溶水压、采矿拢动的地质环境特征,给安全高效低成本开采带来了难题.介绍了在冬瓜山铜矿开展的深井大规模采矿工艺、大直径束状深孔爆破技术、回采过程的模拟及控制、高浓度全尾矿充填技术、岩爆地压监测与控制技术、地热防治与通风节能降温技术、信息可视化集成等研究内容的主要研究成果.     

深埋矿床井巷岩爆特性分析

根据冬瓜山井巷掘进期间记录到的岩爆资料, 总结了该矿井巷的岩爆特征和发生条件。对该矿床几种主要的岩石进行了强度试验、峰值强度前的加卸载试验、全应力应变试验和峰值强度后的松弛试验, 指出该矿床矿岩除大理岩外, 其他岩石都具有不同程度的岩爆倾向性, 提出了岩爆具有本源性和诱导性两种属性的观点。     

GPRS微震监测短信报警系统的设计

基于瓜冬山铜矿原有的ISS微震监测系统,提出了添加GPRS网络的ISS微震监测短信报警系统的设计方案,阐述了该系统的组成及工作原理,详细介绍了利用GPRS网络传输数据的实现方法,最后给出了利用手机接收报警短信的应用情况。经改进的微震监测短信报警系统成本低,易于在现有基础上实现,而且传输数据不受距离限制。     

大规模深井开采微震监测系统站网布置优化

冬瓜山铜矿是我国目前开采深度最大、具有岩爆危害的大型硬岩金属矿山。采用微震监测系统实现该矿岩爆的实时监测和预报，为此，进行微震监测系统站网布置优化研究。分析该矿采用多盘区多采场同时开采条件下的岩爆分布特点，确定微震监测系统的监测范围；针对监测范围、井下巷道工程和微震监测系统技术性能，设计多个微震监测系统传感器站网空间布置方案，对各方案计算事件震源定位误差和系统灵敏度；在综合分析计算结果、工程条件和经济性的基础上，确定满足该矿首采区微震监测要求的最佳监测系统配置方案；系统建立之后进行事件震源定位精度和灵敏度测定的爆破试验，证明该监测系统站网布置满足矿山监测要求，保证监测数据的可靠性和有效性。     

冬瓜山铜矿微震监测系统及其应用研究

冬瓜山铜矿是千米深井开采有岩爆倾向的金属矿山,建立了微震监测系统以实现岩层活动的连续监测和岩爆的实时预报。综合实际工程条件和拟定传感器空间网络方案的地震事件定位精度和系统灵敏度计算结果,实现了微震监测网络的优化。建立的数字化多通道微震监测系统具有先进和丰富的地震学定量分析和可视化解释功能,可以完成多重聚类和时间序列分析。在冬瓜山铜矿已记录的监测数据的基础上,开展了矿山地震信号识别、矿山地震活动分析方法和冬瓜山地震活动规律等研究,取得到了初步成果。     

硬岩矿床岩爆防治的能量释放控制措施

讨论了在岩爆防治中能量释放控制的重要性，在以能量释放率作为衡量指标对冬瓜山铜矿深埋矿床采场结构参数和开挖步骤进行数值分析的基础上，提出控制能量释放的合理采场结构参数和开挖步骤，结合该矿岩爆现场调查资料，采矿方法以及支护原理，分析并提出控制巷道及采场围岩能量释放的支护及工程处理措施，研究结果已应用于该矿采矿设计和施工。     

基于组合权重的地下矿山岩体质量可拓评价方法

针对传统评价方法所存在的缺陷, 运用可拓工程方法, 在物元理论和可拓数学理论的基础上建立了岩体质量评价的物元模型, 并采用引入了距离函数的组合赋权法计算物元模型中各评价指标的权重。研究结果表明: 组合赋权法将层次分析法计算的主观权重和熵权法计算的客观权重结合起来所确定的组合权重科学合理; 另一方面, 岩体质量的可拓评价不仅能较好地反映岩体的质量等级, 还能反映岩体质量等级的程度以及与其他质量等级的“距离”, 具有较好地适用性。通过实际矿山岩体质量等级的关联度计算, 对新田岭钨矿小板垅矿段和金猫矿段矿岩及围岩岩体质量进行了可拓学评价, 评价结果与现场实际相符。     

矿山地震活动多重分形特性与地震活动性预测

矿山地震活动可直接揭示矿山岩体活动状态和危险性水平。利用冬瓜山铜矿矿山地震监测数据,采用广义关联积分计算地震震源空间分布的分形维,利用Gutenberg-Richter关系中的b值与地震事件能量分形维关系计算地震能量分形维,并结合开采活动及矿山结构特征,研究矿山地震活动的分形结构特性和时域谱特征。研究结果表明,矿山地震活动具有多重分形特性,它与开采活动及矿山结构特点之间存在相关性;只有当计算空间区域的地震分形结构较均匀时,其分形维才能有效应用于地震活动性预测。这些空间通常对应于采掘类型少和结构单一的空间区域。地震空间分布分形维D∞反映了矿山地震活动状态,其时域谱具有较好的主震前兆特征,可以作为地震预测的参数;D2-D∞时域谱的地震前兆性较差,较难预测主震。