大型复杂采空区群的稳定性数值分析及隐患区域预测

大型采空区灾害存在突发性与破坏范围大等特点,如何对采空区灾害进行有效的预防和控制是采空区隐患治理的重要工作。以某矿山为背景,利用井下无人机三维激光扫描系统对采空区进行精细探测,并利用Geomagic对模型进行优化,然后利用FLAC3D进行采空区稳定性分析,确定了大型复杂采空区的隐患区域;将圈定的隐患区域与现场采空区实际冒落情况进行对比,验证了采空区空间结构演化结果与数值分析结果相吻合,证实了该数值分析方法的可靠性。最后基于采空区三维激光扫描结果,再次对采空区进行数值分析,重新圈定采空区的隐患区域。研究结果为矿山采空区安全隐患识别和治理措施的制定提供了科学依据。     

液态CO2爆破系统压力动态响应及爆炸能量分析

为了研究液态CO_2爆破系统的压力响应特性和爆炸能量,通过实验室测定液态CO_2爆破系统爆破管内压力,获得压力与时间关系曲线,分析了压力曲线变化规律,结合SpanWagner CO_2状态方程,对常用的两种爆炸能量公式进行了分析与讨论,给出了液态CO_2爆破系统的爆炸能量的计算方法。结果表明:整个液态CO_2汽化过程的时间为0.026~0.086 s,高压流体释放时间约为0.18~0.26 ms。对外做功过程是一个压力值动态震荡衰减过程:首先高压流体以峰值压力作用于介质,随后以70%~80%峰值压力对介质产生二次破坏作用,最后以较低水平压力对介质产生气楔作用。两种常用的爆炸能量公式可以在一定程度上评估液态CO_2爆破系统爆炸能量产生的危害级别,但准确性不够,结合SpanWagner状态方程和爆破管内压力可以提高计算液态CO_2爆破系统的爆炸能量的准确性。     

基于三维激光扫描点云数据的地下巷道岩体结构面识别及稳定性分析

巷道围岩中发育的结构面对巷道稳定性有很大的影响,开展地下巷道的工程地质调查,精确获取地下巷道围岩结构面信息是巷道稳定性分析的关键。以云南大红山铁矿775 m 中段运输巷道为研究对象,采用三维激光扫描仪获取围岩结构面点云数据,并利用点云数据处理软件进行误差处理、坐标校正、结构面数据提取、点云拼接和过滤抽稀等内业数据处理工作,基于处理结果开展了统计分析;利用离散元软件3DEC建立了离散结构网络模型与地下巷道合成岩体模型,并对该巷道在自重及爆破振动作用下的失稳概率进行了数值模拟。结果表明：三维激光扫描技术可较好地获取巷道围岩的结构面信息,结合离散块体单元计算软件对巷道岩石块体的稳定性进行进一步分析,所分析区域的围岩自稳能力较好,但在爆破振动影响下失稳概率大幅增加,研究结果可为巷道的支护设计提供理论指导。     

基于CMS的采空区探测及残矿回采

阐述了空区探测系统(CMS)的工作原理和数据处理过程,并以某金属矿山为例,详细介绍了基于CMS的采空区探测技术和残矿的探测、回采设计过程。结果表明,CMS技术能有效解决采空区安全隐患,提高残矿资源的安全高效回收利用效率,增加矿山企业经济效益,在矿山实际生产中具有重要的推广应用价值。     

基于系统动力学的安全管理思考

阐述了安全系统是复杂系统,从复杂科学的视角分析了安全系统的复杂性,用复杂科学的方法论来解决安全复杂系统问题是行之有效的。文章在剖析安全系统问题的研究现状的基础上,提出了基于系统动力学(System Dynamics,SD)的安全管理思考,充分发挥SD在分析解决复杂系统问题方面的优势,构筑了安全管理的SD架构,将有助于提高安全管理的有效性。最后对系统动力学在安全问题研究方面的应用前景作了一些展望。     

无人机三维激光扫描技术在地下采空区探测中的应用研究

传统采空区三维激光扫描技术受限于空区的复杂形态与探测作业环境,容易导致采空区探测数据不完整,无法精确获得采空区空间形态。为提高采空区三维激光扫描探测的可靠性,基于一种无人机平台搭载便携式三维激光扫描仪的飞行探测设备,开展无人机三维激光扫描技术在采空区探测中的应用研究。简述了无人机三维激光扫描的作业原理与优势,并在大红山铁矿进行了无人机三维激光扫描技术的空区探测应用。最后分析讨论了无人机三维扫描技术在采空区探测中的应用难点与挑战。结果表明：通过无人机三维激光扫描探测,使大红山铁矿Ⅱ1 矿体 775-1 采空区的点云数据更全面、更精确。无人机三维激光扫描技术可为采空区精确探测提供一种新手段。     

露天矿破碎岩质边坡运矿道路改造工程

针对锦丰矿业有限公司露天矿破碎岩质边坡运矿道路优化改造的施工条件，详细介绍了道路改造_Y-程的施工设计、爆破参数选择和现场施工管理等经验，对以后的道路施工和其他矿山类似道路改造工程有一定的借鉴意义。     

冻融循环对风化花岗岩物理特性影响的实验研究

在冻结温度为-40 ℃,融化温度20 ℃的环境下对风化花岗岩进行0,10,20,30次冻融循环实验;并对岩样进行室温下岩芯核磁共振和常规单轴压缩实验,得到冻融循环后岩石的孔隙度、孔隙分布和单轴抗压强度,孔隙度与循环次数拟合多项式。实验结果表明：冻融循环后风化花岗岩饱和水状态下的质量均会增加;岩石内部的孔隙分布发生了明显变化;中小尺寸的孔隙数量增加且随循环次数增加而增长;花岗岩强度明显降低,冻融系数和单轴抗压强度随循环次数的增加而减小,弹性模量有所降低。最后利用损伤力学原理对岩样进行冻融损伤分析,得到有效应力与孔隙度表达式,为研究寒区岩体工程损伤破坏机理和稳定性评价提供参考数据。     

云锡区域矿山水文地质及水综合防治

为加快云锡区域内矿山的建设，对个旧东区进行了水文地质调查，掌握了区域性矿山的水文地质特征、构造、水资源分布特征及矿床水文地质条件。通过分析矿山现有排水系统存在的问题，并根据开拓、开采过程中不同阶段的地下水分布、运动特征，提出了几种有效的地下水预测、防治处理技术措施，并给出了科学、合理的建议，为区域矿山的建设和矿山的防治水提供了科学依据。