深部崩落法开采地表沉降特征数值模拟研究

随着矿山开采深度的增加,岩体所处的力学条件变得复杂,深部崩落法开采引起的地表沉陷规律不同于浅部。基于有限差分法和岩石力学理论,研究了崩落法开采过程中,上覆岩层的移动变形规律与应力场分布特征,研究结果可为深部矿体开采岩层移动角及地表沉陷范围的确定提供一定的借鉴。     

矿山微震监测数据应用与研究

随着采深增大,某矿山地压问题逐渐凸显,开采中出现顶板冒落、矿柱片帮等岩体动力灾害,同时存在周边矿山越界开采活动,不明采掘作业影响矿岩结构系统稳定性。为此矿山建立了一套微震监测系统,通过数据处理辨别并定位微震与爆破事件。以某时段监测数据为基础,总结了岩体破裂活动时空活动规律,分析了采区围岩的应力分布特征,掌握了越界开采作业时间与位置,本监测分析方法可在今后矿山地压管控中应用与推广。     

冲击地压的应力增量预报方法

采用覆岩空间结构运动理论预测了兖州煤业股份有限公司南屯煤矿9303孤岛放顶煤工作面的岩层运动规律,确定了冲击危险区和危险程度,并对冲击危险区域进行了卸压预处理。在此基础上,在危险区采用钻孔应力增量、钻屑量和钻屑过程中的动力现象为主要指标的冲击地压应力增量预报方法,对工作面可能发生冲击地压的位置进行了准确的预测预报。由于提前做好了预先卸压、监测检验和防护,在预测区域内发生2.6级矿震时,成功避免了矿震诱发的冲击地压灾害,实现了有震无灾的控制目标。     

深部强冲击厚煤层开采上、下解放层卸压效果相似模拟试验研究

为了研究深部强冲击厚煤层开采上、下解放层的卸压效果,采用相似材料模拟试验的方法,通过监测解放层开采过程中及稳定后被解放层应力变化情况,分析应力变化规律,计算下解放层下部合理卸压角,确定了被解放层下平巷的合理位置;比较两次开采上解放层模拟试验的卸压程度,确定了上解放层工作面的合理位置;证明了开采下解放层后,被解放层上平巷附近区域仍是高应力集中区,易发生冲击地压,而开采上解放层后,该区应力明显减小,说明上解放层卸压效果明显;验证了井下发生大能量冲击地压之前,地表沉降出现"反弹"的异常现象。该研究为工作面开采设计提供理论指导,对防治冲击地压具有重要的现实意义。     

二次开发利用的浮选型多金属尾矿库资源量调查方法

针对浮选型尾矿库尾砂堆积特点,创新地提出了浮选型尾矿库资源量调查新方法,即采用洛阳铲在尾矿库坝头和坝面位置合理取样,化验分析坝头区域粗粒区尾矿样品位和坝面位置纵线方向取样孔品位,并拟合分析坝顶面纵向品位的分布曲线,确定待回收矿物粗粒区品位和平均品位的比例关系,据此对每级子坝粗粒区尾矿样品位进行修正,确定每级子坝平均品位,最后根据水平断面法、横剖面法或三维实体模型法计算被调查尾矿库每级子坝堆存的尾矿量,分析待回收矿物资源量情况。该方法成功应用于尾矿库A和尾矿库C的资源量调查实践,确定了尾矿库白钨回收分界线,未回收白钨的尾矿库量,钨平均品位,钨金属量,已回收白钨的尾矿量等,为尾矿库开发利用前进行的可行性研究和经济评价提供可靠的资源量数据。该方案解决了尾矿库资源调查难题,新方案与地质钻机勘探尾矿库方案相比,具有操作简单、适用性强、精度高、勘探成本低等优点。     

基于微震参数的岩体破裂失稳预警技术研究

随着矿山开采深度不断加大,地压活动日趋增多,在岩体破坏前及时进行预警对保障人员安全尤为重要。以某金属矿山微震监测为例,分析微震b值参数演化特征,并提出表征岩体内部受损程度的EV值,分析其演化特征,分析认为微震参数较好地反映了岩体稳定性。针对某次顶板大范围冒落事故,分析得出微震b值较大幅度下降可作为岩体破坏前兆信息,同时伴随着微震事件数量减少的现象,EV值下降程度最大阶段同样可作为岩体冒落预警期。研究结果可为类似矿山微震监测预警提供参考。     

非炸药安全破碎器在二次破碎中的应用

文章简要介绍了非炸药安全破碎器的构成、工作原理和操作步骤,归纳了非炸药安全破碎器处理大块岩石破碎效果的主要影响因素,钻孔位于岩块中心位置,孔深与岩块高度之比为2/3～3/4,岩块裂隙不发育,利于大块岩石破碎;分析了岩块体积大小与冲击波管使用数量、布置方式的匹配关系;证明了破碎器能够达到破碎大块岩石的目的,破碎过程几乎不产生飞石,最小安全距离为7m,安全性高,破碎大块岩石基本不受空间限制。     

基于Q系统的采场参数与支护设计平台开发

巴顿岩体质量分类Q系统是目前应用最广泛的岩体质量分类方法之一。基于Q值,可根据Mathews稳定性图和支护设计图进行结构参数选择和支护设计。文章基于Mathews图和支护设计图对数坐标系的特殊性而导致人工量测、查图困难、繁琐,工作量大的问题,通过编制程序的手段,在Hoops平台下,以Visual Studio编程语言,将设计的思想、功能集成程序语言,实现系统程序的开发,通过BCG控件,实现程序的界面设计,绘图功能等。基于Q系统的结构参数选择和支护设计软件,可省去人工计算及看图取值过程,由计算机自动、快速的获得结构参数及支护设计,并由程序界面展示,大大提高了工作效率。结合矿山实际应用,本程序操作简单、可靠,可为Mathews图及支护设计图的应用提供一定的参考。     

提高钻孔应力计监测煤岩应力的精度试验

针对钻孔应力计在监测煤岩相对应力中存在的初始压力设置不合理、管线长度差异和煤岩体刚度不匹配等问题造成的测量误差,进行了提高钻孔应力计精度的试验研究.采用以电子液压压力机模拟压力环境,不同介质模拟煤岩体,与不同管线长度的KS和KSE型钻孔应力计组成的不同方案进行试验,记录压力机试验力、位移和应力计压力数据,并对试验数据进行回归分析.试验表明:钻孔应力计合理初始压力的设置可根据煤岩介质的弹性模量估算,不同管线长度条件下产生的测量误差每5 m约为1.3 MPa,获得了钻孔应力计与煤岩所组成系统的刚度估算方法.通过采取这些措施进行相对应力监测,能有效地提高相对应力监测的精度.