基于Bayes算法与数值模拟的缓倾斜破碎薄矿体采矿方法优选

为实现某锰矿顶板破碎低品位缓倾斜薄矿体安全高效经济开采,首先根据开采条件设计出5种技术可行的采矿方法,然后基于贝叶斯(Bayes)和蒙特卡洛(Monte Carlo)方法建立涵盖技术和经济共17项评价指标的采矿方法优选体系进行采矿方法优选。研究结果表明,浅孔进路V型掏槽后退/前进采矿法、中深孔进路V型掏槽/平行抛掷采矿法和浅孔接钎头斜向掏槽采矿法的综合得分依次为0.524、0.193、0.214、0.228和0.221,浅孔进路V型掏槽后退采矿法最优。最后采用MIDAS数值模拟对优选出的采矿方法的4种不同跨度采场的稳定性进行分析,其采场跨度12 m时可在采场稳定性和矿石回收率之间取得较好平衡。综合考虑技术、经济和安全指标的采矿方法及采场结构参数优化思路,可为该矿山选出安全高效采矿方案,并可供类似矿山参考借鉴。

缓倾斜近距离煤层群重复开采“两带”高度研究

以四川省石屏一矿缓倾斜近距离开采工作面为工程背景,针对重复开采中缓倾斜近距离煤层的“两带”高度发育问题,采用FLAC^(3D)数值模拟与经验公式计算的方法进行研究。对工作面开采之后引起上覆岩层塑性区的变化特征进行了分析;确定了重复采动下“两带”的高度;并与经验公式进行对比验证;得出在重复采动情况下“两带”高度并不是简单的相加,而是存在一种叠加效应。通过该研究,进一步探索了缓倾斜近距离煤层群重复开采情况下“两带”高度的发育问题,为缓倾斜近距离煤层群安全开采提供了依据。

那位水库坝址区工程地质条件及评价

拟建的那位水库拦河坝为混凝土重力坝,坝顶高程654 m,最大坝高81 m,坝顶长208 m,坝址区两岸地形陡峭,主要出露地层为三叠系中统板纳组中段(T2b2)中厚~厚层状泥质砂岩夹灰色薄层状、条带状粉砂质泥岩,岩层产状平缓、节理裂隙发育、边坡稳定问题突出、地质条件复杂。本文针对坝址区工程地质特点,采取多种勘探方法和手段,针对性地查明了影响工程稳定性的关键因素,为设计提供了合理的处理措施和地质建议。

灰岩地区陡高边坡危岩的形成与破坏模式——以金佛山国家级风景区甑子岩为例

我国西南部及三峡库区灰岩地区陡高边坡广泛分布缓倾层状岩层,本文以重庆南川金佛山甑子岩危岩带为例,分析了灰岩地区缓倾层状陡崖危岩的破坏类型并进行了稳定性评价。通过对重庆市金佛山甑子岩危岩带内的现场调研发现:区域内共有33处危岩,危岩破坏类型可分为塑流—拉裂破坏、弯曲倾倒破坏、压裂座溃破坏和压剪座滑破坏四种,分别占7%、54%、25%和14%,并概化出相应的地质模型和力学模型;甑子岩两级陡崖的危岩带广泛分布,硬质灰岩和软质页岩、泥岩交互沉积,呈现“上硬下软”的二元地层结构特征;侧向卸荷和塑流拉裂作用将高陡边坡切割为两组近正交的竖向深大裂隙,控制着危岩的形态和规模,并决定其受力模式和破坏类型,是缓倾层状陡崖崩塌演化的内部机制。研究灰岩地区缓倾层状陡崖危岩的形成与破坏机制,可为该类陡崖危岩崩塌灾害的有效防治提供科学依据。

缓倾红层地区岩质崩塌基本特征及成因机理初步分析——以四川洪雅铁匠湾崩塌为例

红层区常发育缓倾角岩质边坡,因其软硬相间的岩性组合,地质灾害频发,灾害严重。基于光学卫星遥感、无人机航空摄影测量、现场调查等天空地一体化的技术手段,以2021年4月5日发生的四川洪雅铁匠湾缓倾角红层岩质崩塌为研究对象,探讨了崩塌的基本特征和成因机理,分析了铁匠湾陡崖区崩塌灾害发展趋势,以期为红层区类似灾害的研究提供资料支撑。结果表明:铁匠湾崩塌可分为主崩塌区和崩塌影响区两个区域,其中主崩塌区包括崩源区1处、铲刮区1处、堆积区1处、流水二次搬运堆积区1处,崩塌影响区包括潜在崩源区1处、扰动变形区5处。崩塌源区具有“上硬下软”的岩石组合,岩体发育两组近于垂直的优势结构面,2013年已表现出变形迹象,在降雨、温差的持续作用下导致源区危岩体的最终失稳垮塌,巨大的冲击力作用于危岩体下方的老崩塌堆积体和基岩,引起崩塌-碎屑流灾害链。在光学遥感影像解译和野外调查的基础上,认为铁匠湾崩塌存在二次崩塌的风险,在崩塌邻区识别出类似崩塌隐患点6处,建议采用无人机、机载LiDAR等技术手段开展铁匠湾陡崖区崩塌隐患的早期识别与持续监测。

万州安乐寺滑坡滑带土松弛试验研究

三峡库区万州区侏罗纪红层中发育了许多近水平地层滑坡,目前对这些滑坡的成因机制存在争议,滑带土特性研究是滑坡成因机制研究的重要途径。为了认识滑带土的松弛特性,采用GDS非饱和土三轴试验系统对万州安乐寺滑坡滑带土进行了松弛试验研究。试验结果表明,滑带土应力松弛速率与初始应变具有线性关系,而围压对应力松弛速率影响不明显;在松弛过程中,土体体变几乎可以忽略不计。根据松弛试验数据,推导了滑带土的应力–应变–时间松弛模型,该松弛模型假定了应力–应变满足双曲线关系,应力–时间满足对数关系,模型可以较好的反映滑带土的应力松弛规律。研究结果为探讨三峡库区近水平地层滑坡的力学机制提供了模型和参数。松弛模型表明,安乐寺滑坡滑带土的松弛应力可以持续到零,这对近水平地层滑坡的成因机制研究及防治具有重要意义。

缓倾斜薄矿体采场伪倾斜布置及参数优化研究

为了实现高效低成本开采缓倾斜薄矿体的目标,基于对缓倾斜薄矿体开采方法以及铲运机运距的研究,利用数学方法定量分析了伪倾斜采场布置中的各个采场参数之间的关系,得到各采场参数之间的数学公式,为生产实践确定采场参数提供了理论参考标准。针对国内某矿山1～9号缓倾斜薄矿体,在伪倾斜布置理论分析的基础上,运用正交试验方法对矿山采场参数的确定进行优化定量研究,选出最优的采场参数布置方案以及各因素影响采场指标值(采矿生产能力和采场成本)的权重大小,确定最优方案为A2B2C1,即矿体伪倾斜布置方向与矿体倾向夹角为45°、采场宽度8 m、采场沿倾向长度50 m。改善了传统采场参数的定性确定,提供了科学、准确、定量的理论判定依据,使得采场的生产能力得到提升以及采准工程的布置成本减低。此优化方案可推广应用到类似矿山。

缓倾角层状岩体边坡链式演化规律

砂岩—泥岩及灰岩—泥岩等软硬相间的缓倾角层状岩体边坡呈现多台阶倒梯形特征.运用地貌学方法揭示了缓倾角层状岩体边坡链式演化规律,包括危岩块从坡脚向坡顶逐渐形成、崩落演化的微观链和从边坡临空面逐渐向山体内部阶段性后退的宏观链,可分为仅有一个宏观链的简单模式和多个宏观链同时存在的复合嵌套模式.泥岩和砂岩、灰岩等软硬岩石之间的差异风化孕发了陡崖底部的岩腔,内部泥岩的应力风化加速了岩腔发育.岩腔是链式演化规律的源动力,将边坡链式演化机制分为岩腔形成机制、基座压裂破坏机制和危岩坠落机制.基于极限平衡理论建立了第一个微观链危岩体后部主控结构面顶端开裂与岩腔深度之间的量化关系.

缓倾斜中厚矿体机械化采矿理论与技术

分析了缓倾斜中厚矿体开采过程中,在地压控制和采场矿石运搬方面存在的困难,从充分发挥无轨设备的工作效率和回采作业的安全角度出发,提出“大盘区、小分段”的设计理念;通过数值模拟,分析了采空区顶板形状对采场稳定性的影响,强调了优化采空区顶板形状对控制采空区顶板稳定的重要性。试验结果表明在大红山矿区的岩层条件和原岩应力作用下,采空区的跨度不应大于20m。工业试验结果证明,以上述理论为基础提出的小分段空场开采嗣后尾砂与废石混合充填采矿工艺充分发挥了无轨采掘设备的效率,保证了采场顶板的稳定,改善了作业人员的工作条件,与传统的采矿工艺相比,生产效率提高了3倍以上。

曹家埠金矿缓倾斜薄矿体回采实践

针对曹家埠金矿缓倾斜薄矿体,概述分析了其采矿方法的演变过程和存在问题;介绍了适合该类型矿体回采的小进路全面采矿法和短壁式崩落采矿法的试验应用情况,试验取得了较好的技术经济效果,为推广应用奠定了基础。

波致海底缓倾角无限坡滑动稳定性计算分析探讨

波浪作用下海底无限坡滑动稳定性计算的极限平衡法中,忽略了坡体水平向应力状态的影响,为此,针对波浪作用下海底缓倾角无限边坡的特点,提出直接基于滑动面处土体应力状态的滑动稳定性计算方法(简称应力状态法),并分析了其适用范围。对具体算例的分析表明,应力状态法计算得出的安全系数大于极限平衡法的安全系数,且随着滑动面深度的增加、土体泊松比以及边坡坡角的增大,两种计算方法得出的安全系数的差异会逐渐增大;对于波浪作用下的海底缓倾角无限边坡,在失稳时极可能沿具有一定厚度的滑动带而不是单一的滑动面而滑动,且波致最大剪应力所在的深度,常常不是斜坡体最易失稳滑移的深度。

数值模拟在分层充填法采场参数选择中的应用

针对苍山铁矿缓倾斜难采矿体的现场实际,通过计算机数值模拟的方式,选取适合苍山铁矿安全、经济、合理的采场参数。

豫西次级拆离断层对金矿成矿的控制作用——以河南槐树坪金矿为例

槐树坪金矿区位于熊耳山断隆和谭头—嵩县新生代断陷盆地之间,研究表明,中—新生代缓倾斜滑脱拆离断层的次级缓倾斜断裂为槐树坪金矿成矿提供了良好的赋矿空间。矿区揭露的燕山期花岗斑岩体(或隐伏斑岩体)是含矿热液的提供者,含矿热液在适宜的物理化学条件下,沿矿脉或断裂上升至次级缓倾斜断裂中沉淀且富集成矿,矿床规模已达大型。中—新生代缓倾斜滑脱拆离断层属区域大断裂,其次级缓倾斜断裂广泛发育在嵩县南部和洛宁等地区,是有利的赋矿空间,综上可见,缓倾斜次级断裂在区域上的找矿前景非常广阔。

岩质斜坡中缓倾裂隙分布与成因工程地质分析

针对岩质斜坡中缓倾角结构面不均匀分布这一地质现象,以云南怒江马吉水电站斜坡为例,在现场调查的基础上,运用地质过程机制分析和数值计算等方法,对岩质斜坡中缓倾角结构面的发育密度和河谷的演化史进行了分析研究,揭示了岩质斜坡中缓倾角结构面发育规律和成因.结果表明:在斜坡的表生改造段,中缓倾角结构面的发育表现出明显间隔性分布特征,即中缓倾角结构面密集段、稀疏段相间出现,存在3~4个相对密集的结构面发育带,密集段结构面的面密度为10~18条/10 m2,稀疏段结构面的面密度为5~8条/10 m^2;中缓倾角裂隙的形成具有明显的阶段性,根据其几何及滑移特征,中缓倾角裂隙的形成是从雁列式微裂隙开始,随着裂隙的扩展、搭接,最终形成成具有工程地质意义的结构面;斜坡中缓倾角裂隙间隔性分布是由于挽近地质时期河谷演化过程中河谷的间歇性下切而导致的.

东营凹陷王家岗地区王古1潜山构造特征及油气成藏条件

进一步了解王古1潜山的构造特征及成藏条件,利用渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷王家岗地区的大量三维地震剖面和一些钻井资料,并结合东营凹陷南坡缓坡带区域构造背景及成藏条件分析认为,王古1潜山初始发育于印支期,后经燕山期拉张断陷,切割为断块并抬升,最后于燕山期定型,为典型的缓坡盆倾残丘潜山。该潜山被NW向和NE向断裂切割,潜山高部位侵蚀风化严重,上覆孔店组盖层及沙河街组烃源岩,油气通过断层和不整合面运移至潜山顶部形成侵蚀残丘型油气藏。

浅析国内缓倾斜中厚矿体回采现状及进展

较详细阐述了目前国内缓倾斜中厚矿体的采矿方法和技术现状 ,从引进大型的无轨自行设备、优化爆破参数和改进底部结构等三个方面提出了一些具体思路 。

平缓反倾红砂岩高陡切坡的稳定性分析

以沪渝高速公路湖北段平缓反倾红砂岩为研究对象,在平缓反倾红砂岩高陡边坡中岩体易软化崩解。自然冲侵蚀形成的高陡山体卸荷变形可达几十毫米至近百毫米,卸荷变形破裂方向与构造节理重叠,使节理裂隙变宽,贯通性提高,为高陡坡体提供了顺坡向陡直破裂面。加之公路切坡卸荷变形和坡体软化变形,岩体软化后的变形模量下降约80%,卸荷变形和软化变形各有数毫米的变形量,与自然坡体卸荷重叠,使坡体变形进一步加大,使红砂岩坡体潜在不稳定性增大。同时地下水作用使卸荷裂隙充填一定高度的静水压力,还使岩体产生软化,岩块软化系数一般在0.3~0.7,导致岩体强度显著下降,30～40 m高的静水压力可使边坡的稳定性系数从开挖前的5.56降至1.96,开挖后从2.77降至1.07,这两方面的作用可使切坡后较稳定的反倾坡体变化到极限平衡状态,甚至失稳状态。因此,施工中要特别注意切坡后的即时加固,并采取措施防止卸荷裂隙中地下水聚积,减少地下水对坡体的软化。

基于TRIZ-FAHP的采矿方法优选

针对采矿方法设计和选择中存在的问题,基于TRIZ理论的创新设计思想,结合模糊层次分析的采矿方法优选,对广西某矿山采矿方法中的物理矛盾进行了分析,得出了指导采矿方法设计的矛盾矩阵六大原理:分割原理、预先作用原理、曲面化原理、空间维数变化原理、机械系统替代原理和物理参数改变原理,并依据这六大原理得出了创新方案,同时用模糊层次分析对传统的采矿方法和创新方法进行了比较优选,证实了TRIZ理论用于采矿方法的设计是可行的。

缓斜煤层长壁开采基岩老顶的不稳定性态

应用初始后屈曲理论和尖点突变理论,探讨了缓斜煤层采场初次来压时基岩老顶破断后的不稳定性态。根据顶板结构的分岔集方程及分岔状态下的临界平衡条件,确定了基岩老顶的破断步距和断裂下沉,建立了岩块台阶下沉和回转失稳的判据。研究结果表明,顶板岩层破断后岩块处于稳定平衡或不稳定平衡状态:稳定平衡状态下,顶板的破断步距和断裂下沉之间存在着确定的关系;不稳定平衡状态下,岩块的台阶下沉与回转失稳必居其一;应用初始后屈曲理论和尖点突变理论,可根据缓斜煤层长壁工作面顶板结构的结构特征、岩体材料、以及上覆厚松散沙层等赋存状况,预测基岩老顶采场初次来压时可能出现的灾害形式。

山区平缓倾内采动斜坡变形破坏机制研究——以贵州普洒崩塌为例

平缓倾内斜坡在西南山区广泛分布,同时斜坡下伏岩层存在长期地下开采活动。与平原相比,西南山区采动斜坡具有“上硬下软”坡体结构、岩层平缓倾内与开采强度大等特点。以普洒崩塌为原型,在现场调查的基础上,采用底摩擦试验分析多层煤层开采条件下斜坡的变形破坏过程,并运用DPDM技术进行变形位移监测,揭示此类斜坡变形破坏机制。研究表明:煤层开采引起覆岩弯曲下沉、冒落;覆岩变形加剧并向上发展,坡顶形成深大裂缝;裂缝进一步拓宽,沿陡倾节理向下拓展到软岩层时,崩塌体由向临空面移动,转而向坡表蠕滑,最终突破坡面附近“锁固段”,崩塌体发生倾倒失稳破坏;崩塌发生后,沿途碰撞、解体和铲刮,最后堆积于坡脚前缘800 m处。此类采动斜坡变形破坏演化过程可概括为:自然演化阶段—覆岩变形阶段—坡顶拉裂形成阶段—斜坡失稳破坏阶段;其变形破坏机制:采空—拉裂—蠕滑—剪断(倾倒)。