基于微震监测和概率优化朴素贝叶斯的短期岩爆预测模型

岩爆是地下岩土工程中常见的地压灾害。为实时准确地预测岩爆,提出一种基于微震监测和概率优化朴素贝叶斯的短期岩爆预测模型。首先,以114组岩爆样本数据为基础,结合相关特征选择算法选取累计微震事件数、累积微震能量、累积微震视体积和累积微震能量率4项微震参数作为预测指标。其次,为最大程度地削弱朴素贝叶斯算法的条件独立性假设,采用指标相关重要性赋权法和相似度函数从属性赋权和实例赋权两方面优化条件概率,并针对条件概率赋权后可能引起的决策失衡问题,引入马氏距离补偿先验概率损失,进而提出一种带有条件概率加权和先验概率补偿机制的概率优化朴素贝叶斯算法预测岩爆烈度等级。最后,从模型评估、模型比较和工程验证3个方面检验模型的准确性和可靠性。研究结果表明,所提模型预测准确率为86.96%,预测性能优于其他机器学习模型,可为实际工程的岩爆预测提供科学依据。

改进的模糊层次分析法在缓倾斜厚大矿体开采方案优选中的应用

确定合适的开采方案是矿山企业必须考虑的重要问题,影响因素较多。针对山东某金矿矿体地质赋存特征及开采技术条件,在制定初步开采方案的基础上,采用改进的层次分析法和模糊数学理论优选开采方案。综合考虑影响开采方案选择的主要因素,建立了影响因素层次结构模型,基于改进的层次分析法即三标度法计算出开采方案各评价指标的权重,采用线性函数法和二元比较排序法实现决策指标的标准化及确定隶属度矩阵,进而构建了模糊数学综合评价模型;最后针对缓倾斜厚大矿体,利用模糊数学理论,得出待选开采方案的综合优越度分别为69.5%、67.6%和65.4%,从而确定上向分层胶结充填采矿法为最优开采方案。

顺层岩质边坡变形破坏规律的分析

使用RFPA边坡版有限元分析程序分析含软弱结构面的顺层岩质边坡的变形破坏情况。结果表明,边坡的破坏主要是沿滑动面附近的软弱结构面萌生并扩展,含多组软弱结构面的顺层岩质边坡下沉曲线具有呈阶梯式变化的特征。这对在安全位置监测边坡位移变化从而了解整个边坡的变形破坏有积极意义。

露天采场边坡下隐伏空区灾害影响分析及其治理

采空区是影响矿山安全的重大危险源之一。针对金厂峪矿露天采场隐伏空区,首先分析了各空区工况条件下露天采场边坡失稳破坏特征,其次采用类比法、力学理论计算以及极限平衡法校核等,确定了隐伏空区预处理顶板安全厚度,形成了一种空区顶板安全厚度的综合判别法。结果表明:空区存在时出现应力集中现象和拉剪破坏,空区顶板失稳造成露天采场边坡局部滑塌,空区回填后边坡稳定性明显改善;当空区跨度为12 m时,顶板安全厚度取10.5 m合适,满足类比法及主要工程力学理论的安全要求。

瓮福磷矿大塘矿段急倾斜中厚多层矿体安全高效采矿方法

综合瓮福磷矿大塘矿段矿体开采技术条件、矿物加工对矿石质量的要求等,推荐采用阶段空场嗣后充填采矿方法,包括a层和b层矿混采与a层和b层矿分采分运方案。经综合技术经济比较分析,混采时推荐下行式大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法,分采分运时推荐沿走向高分段下向中深孔阶段空场嗣后充填采矿法,其中混采时对不同厚度夹层的处理方式可为类似矿山含夹层多层矿体开采提供参考。

基于霍克-布朗破坏准则的采场空区稳定性分析

使用FLAC3D有限差分软件对安庆铜矿5#柱采场空区进行稳定性分析。结果与回采爆破临近结束时实际发生的矿岩变形破坏状况较为吻合,岩体变形破坏主要集中在空区上部对应的凿岩硐室顶板及大理岩薄板处。分析结果对制定合理有效的支护措施、保证空区稳定提供了参考。

侧向压力作用下巷道围岩破坏机理的数值模拟

作者通过应用东北大学岩石破裂与失稳研究中心开发的RFPA2D程序模拟巷道在侧向压力作用下的破坏过程,了解巷道围岩在侧向压力作用下围岩应力分布状态和围岩非线性渐进破坏机理。巷道围岩在侧向压力作用下首先在巷道拱顶左侧及底板右侧产生拉破坏。产生拉破坏后,应力集中程度减弱。接着应力场向远处转移,最后远处形成的拉裂纹与拱顶右侧及底板左侧的剪切裂纹贯通,造成巷道的失稳破坏。这些研究工作,对于将来调整矿体回采顺序,选择安全合理的支护方案以及改善围岩应力分布状态,具有一定的指导意义。

含夹层或软弱破碎带难采矿体协同开采技术研究

含夹层或软弱破碎带矿体开采一直是矿业界难题。现阶段针对此类矿体,一般是对矿体上下盘采用不同的采矿方法进行适应性开采,但大部分矿山受地质特征、作业安全、采矿成本等因素制约,通常采用采易弃难的回采方式,造成了矿产资源的永久损失。以“协同开采”理念为指导,提出了一种含夹层或软弱破碎带难采矿体协同开采技术,即预先回采夹层或软弱破碎带,实现回采工序协同作业以及地压协同管理,从源头上解除安全隐患,为后续矿体开采创造安全的技术条件,最大化发挥协同开采的技术价值。以国内某磷矿与某铜多金属矿为例,针对其特定的开采技术条件,以夹层剔除与切割槽作业协同实施为核心,制定了矿体内含不同厚度夹层与上下盘矿体的协同开采方案;同时基于地压协同或环境再造理念,发展了一种软弱破碎氧化带矿体协同开采方法,实现了软弱破碎氧化带矿体的安全高效回采。所提出的协同开采方案为国内类似矿体开采提供了技术参考,在一定程度上提升了“协同开采”理念在类似复杂难采矿体开采中的实践指导价值。

河床及空区群下矿体安全高效开采影响因素分析

在综合分析南洺河铁矿复杂水文地质情况、民采空区分布散乱及南洺河铁矿与万年矿之间的特殊空间位置关系等复杂开采条件的基础上,通过岩体稳定性特征分析和安全开采影响因素分析,对南洺河铁矿开采过程中其自身及下游万年矿矿井安全进行综合评价,并提出南洺河铁矿安全开采合理建议,为矿区安全高效开采方案的设计提供依据。

侧向压力作用下巷道围岩破坏机理的数值模拟

通过应用东北大学岩石破裂与失稳研究中心开发的程序模拟巷道在侧向压力作用下的破坏过程,了解了巷道围岩在侧向压力作用下围岩应力分布状态和围岩非线性渐进破坏机理.这对于调整矿体回采顺序,选择安全合理的支护方案以及改善围岩应力分布状态,提供了一定的科学依据.

某矿岩石力学特性及力学参数相关性研究

通过对矿区代表性岩样进行物理力学性质试验研究,得到岩石的基本物理参数和弹性模量、泊松比、抗压强度及抗剪强度等主要力学参数。分析含水率对岩石单轴抗压强度的影响,围压对岩石三轴抗压强度、弹性模量的影响,并对岩石抗压强度和弹性模量的相关关系进行回归分析,得到了二者的最佳相关关系式。试验结果,可为矿山数值分析、深部采场结构参数优化等提供基础数据;拟合得到的岩石抗压强度、弹性模量关系式,可在基础数据缺乏时提供参考。

地下金属矿山新型无矿柱连续开采方法试验研究

通过对安庆铜矿1#矿体整体开采方案的试验研究,提出一种地下金属矿山新型无矿柱连续开采方法:利用高强度尾砂胶结充填体和出矿底部结构的三角矿柱形成隔离层替代阶段间水平矿柱,并通过合理的采场布置、回采顺序和充填方法,确保各阶段采场安全高效开采。该方法为全矿体连续开采提供一种新思路,对丰富连续开采理论有着一定意义。

大型地下铁矿工程地质调查与岩体质量评价

针对劳服铁矿工程地质条件、水文地质条件、岩体力学特性及开采技术条件等,应用岩体工程地质力学方法进行了工程地质划分、节理裂隙统计和岩体结构分类。同时应用《工程岩体分级标准,GB50218-94》分级方法对劳服铁矿岩体质量进行了系统全面的分类和评价,其评价结果为矿区顶板岩层片麻岩和底板花岗质混合岩岩体质量级别为III级至II级,底板花岗质混合岩岩体质量级别为II级至I级。

急倾斜中厚-厚大矿体空场嗣后充填采矿方案优选研究

乌兰矿目前采用分段凿岩阶段矿房法,面临采空区安全、地表沉降破坏、技术经济指标差等问题。针对945m水平以下开展充填采矿方法的综合比较和优选,当矿体厚度>15m时,采场垂直矿体走向布置,优先采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法,以两步骤中深孔空场嗣后充填采矿法作为补充;当矿体厚度≤15m时,采场沿矿体走向布置,根据品位高低分别采用两步骤中深孔空场嗣后充填采矿法和间柱式中深孔空场嗣后充填采矿法。

深部充填开采覆岩移动规律及其对地表构筑物影响性研究

针对当前矿产资源深部充填开采问题日益突出的情况,结合纱岭金矿开采设计,对地表保护对象进行辨识分析;同时采用FLAC3D数值模拟对深部充填开采的地表变形进行了研究。结果表明,在以后的正常充填开采过程中,引起的地表水平变形、倾斜变形值满足国家相关标准要求,深部采矿不会导致含水层破坏,地表保护对象的影响因素扰动处于可控范围,研究结果为以后的深部充填开采提供了依据。

地下残矿高效回采技术研究

根据地下残矿开采形态复杂、安全条件差的特点,对比各种采矿方法优缺点,研究提出利用采空区为补偿空间的区域整体爆破嗣后充填采矿方法。将残矿周围采空区作为爆破补偿空间,利用大直径深孔一次爆破落矿,集中出矿后对采空区进行大流量充填。该技术在残矿开采中取得了良好的应用效果。

高应力破裂岩体条件下取消喷射混凝土支护的研究

通过对小官庄铁矿二采区进路和联巷围岩锚喷网支护的现场调查,发现由于其巷道围岩地压大、岩体破碎以及受采动影响,巷道围岩的变形、破坏严重。从理论上分析了喷射混凝土破坏的机理以及喷射混凝土存在的问题,进而确定了采用锚网支护的可行性。为此,取消喷射混凝土支护,对巷道的支护形式进行了重新设计,采用高强预应力锚网支护。现场试验发现,锚网支护效果明显,能满足生产需要,经济效益和社会效益显著。

复杂空区群影响下矿山边坡稳定性数值模拟

以河北某金矿多年开采形成的复杂空区群为背景,利用FLAC3D建立三维计算模型,研究空区群影响下的露天开采边坡稳定性,选取典型剖面计算了边坡稳定安全系数。结果表明:空区的存在对边坡的整体稳定性影响不大,但靠近边坡边帮的空区可能引起边坡的局部失稳;空区经废石非胶结充填方式处理后,边坡安全系数能显著提高,稳定性有明显改善。该研究方法可供类似矿山借鉴。

某铅锌矿采空区崩落处理与安全保障技术研究

某铅锌矿前期采用分段凿岩阶段矿房法,945m水平以上面临采空区安全隐患。基于各中段空区赋存特征,因地制宜进行崩落处理。1 005m中段,1#矿体和9#矿体分别采取自然冒落和强制放顶。945m中段,采用中深孔分段凿岩或束状深孔阶段凿岩的整体崩落法,以矿房采空区为大补偿空间,对矿柱进行区域整体崩落回采。另外,采空区处理相关安全措施包括作业区与空区隔离、空区内留设矿石垫层、空区封闭与气浪引导等。

大直径深孔采场矿体“二次圈定”方法与实践

以安庆铜矿某大直径深孔采场为例,详细论述该采场矿体"二次圈定"的方法及步骤,并根据采场"二次圈定"前、后的矿石储量、矿体形态、采场贫化损失指标的对比,简述了采场"二次圈定"的作用及效果。将三维矿业软件应用到矿体"二次圈定"实践中,具有重要的推广应用价值。