甘肃金川矿区古构造应力场恢复及演化研究

金川矿区经历了复杂的构造演化历史,目前其成矿期后的构造变形特征和应力场演化阶段仍缺乏精细剖析。文章运用构造解析方法对金川矿区地表基岩中的断层进行了分期和配套,确定了构造变形序列,认为矿区存在4组重要的断层组合,包括北东向逆冲断层和北西向走滑断层、北东向走滑断层和北西向逆冲断层、北西向正断层以及北东东向走滑断层。通过研究断层破裂面及擦痕构造,利用赤平投影法恢复了断层的古构造应力场,结合区域大地构造演化历史,准确限定了金川矿区成矿期后的应力场演化阶段,对认识区域构造演化和开发新远景区具有重要意义。结果显示,金川矿区在成矿期后经历了4期古构造应力场作用,表现为多阶段不同方向的挤压和伸展过程,分别响应了区域中生代以来的一系列构造热事件,Ⅰ期表现为早—中侏罗世的北西—南东向挤压应力场,Ⅱ期为晚侏罗世的北东—南西向挤压应力场,Ⅲ期为早白垩世的北东—南西向伸展应力场,Ⅳ期为晚白垩世以来的北东—南西向挤压应力场。

金川矿区复杂地层钻探孔壁失稳机理与对策研究

金川矿区目前资源开采逐渐向深部转移,采用的主要探矿方式为在采矿巷道中布设中深钻孔,由于矿区地质条件复杂,常出现钻孔垮孔、造浆、地层涌水、破碎等情况,影响了勘察效率。为了解矿区复杂地层影响钻孔孔壁稳定性的原因,对从矿区采取的岩样进行理化分析、微观分析和力学性质分析,结果表明金川矿区钻孔孔壁失稳主要是因为钻探过程中遇强水敏性、强破碎、强涌水和高地应力地层。通过对矿区钻孔孔壁进行稳定性评价,从冲洗液技术和工程技术等方面制定了钻探技术对策,为矿区钻探施工提供了技术支撑。

金川矿区深部高应力碎胀蠕变岩体支护对策

金川矿区岩石力学与巷道支护的研究已有几十年的历史,但是随着矿山开采深度的增大和大面积开采的采动影响,深部巷道围岩表现出明显的碎胀蠕变特性,巷道支护问题己成为矿区可持续发展的关键,通过分析巷道围岩的应力规律、特性,以及对目前使用支护形式的分析,提出深部巷道围岩的支护对策。

金川矿区地应力分布规律的回归分析研究

通过收集整理金川矿区地应力实测数据,利用MATLAB软件中的相关工具,建立了主应力大小与埋深之间的回归函数关系,以及水平主应力和垂直主应力与埋深之间的回归函数关系,绘制了关系曲线;并研究归纳了金川矿区地应力场的分布规律。研究结果可为金川矿区安全高效生产提供指导。

金川矿区深部找矿方向探讨

在金川所做的研究表明,金川矿区深部矿化富集除与岩体有关外,还与成矿后的构造—热液关系密切,构造—热液使部分初始成矿物质产生活化,并在褶皱、断裂的低压扩容部位再次聚集。经钻孔验证,发现了新的工业矿体(相当于一个中型镍矿),提出了今后找矿的方向和有色矿山缓解资源危机的有效途径。

金川矿区深部成矿规律与找矿方向

我国有色金属矿山大部分已进入开采的中晚期 ,许多主要的有色金属基地正面临严重的资源危机。笔者通过在金川所做的研究发现 ,金川矿区深部矿化富集与成矿后的构造关系密切 ,构造变质热液使部分初始成矿物质产生活化 ,并在褶皱、断裂的低压扩容部位再次聚集。经钻孔验证 ,发现了新的工业矿体 (相当于一个中型镍矿 ) ,对今后找矿的方法和有色矿山缓解资源危机有参考价值。

金川矿区重金属污染对土壤微生物分布的影响

为了探索金川矿区土壤理化性质对土壤微生物的影响。在对金川矿区进行环境现状调查的基础上,根据区域环境,布设重污染区、缓冲区、人为干扰区和原生态区4区为研究区域,对4区域共有荒漠植物骆驼蓬和中亚紫菀木根际、非根际60个样点土壤理化性质与微生物数量进行相关性分析。结果表明：4个区土壤p H在8.09-9.04之间,属于弱碱性土壤;土壤电导率及3种重金属（Ni、Cu、Cr）含量按重污染区（旧尾矿坝、尾矿坝）、缓冲区（矿山公园、废渣堆外100 m）、人为干扰区（农田土壤）、原生态区（下四分）均有依次减小的趋势;土壤中可培养微生物数量为21×10^5-2.63×10^5cfu/g,其中重污染区尾矿坝微生物数量最多,细菌数量为20.25×10^5cfu/g,真菌数量为11.47×10^5cfu/g。影响金川矿区微生物生长的主要因素是土壤的p H和重金属含量。在重污染区骆驼蓬根际,土壤pH与可培养细菌数量完全负相关,在人为扰动区土壤pH与可培养细菌数量完全正相关。矿区土壤中适度的Ni和Cu协同促进微生物的生长。

金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究

巷道支护问题一直是矿业工程中的难题,特别是在深部软岩巷道中,能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。"双层网锚喷+U型钢拱架"联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案,为了解该方案的支护效果,在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段,采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法,对该试验段巷道的支护效果进行评价,并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明:(1)在当前支护条件下,巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制,但底鼓问题严重,最大位移可达110 cm;(2)针对当前支护方案的薄弱环节,提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施;(3)设计了一组参数优化方案,并对其支护效果进行了数值模拟分析,认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形,并弥补原支护方案的缺陷。

甘肃金川矿区构造应力场与构造演化研究

文章统计分析了金川矿区内地层和侵入体中的节理构造,对矿区内的共轭剪节理进行配套、分期,综合区域构造演化史后分析了矿区构造应力场。研究表明,金川矿区从新太古代到古生代至少受到4期古构造应力的作用。第一期构造应力场为NS向的挤压,由阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成华北古陆西部陆块引起。第二期构造应力场为NE-SW向的挤压,与华北克拉通东、西陆块碰撞拼合并参与Columbia超大陆拼合事件有关;其后阿拉善陆块与华南陆块参与Rodinia超大陆拼合事件,应力场持续作用。第三期构造应力场为近NS向的挤压,由祁连洋不断向北俯冲引起。第四期构造应力场为NNE-SSW向的挤压,与祁连造山带发生的强烈造山运动有关。

金川矿区及周边地球物理特征和背景噪声成像的应用

为探明甘肃金川矿区地下深部矿产,利用矿区及周边共65个固定台站的连续地震背景噪声数据的Z分量,基于射线追踪的面波频散直接反演方法获得了金川矿区及周边地下0.9~5.4km的三维S波速度结构。结合金川矿区及周边地球物理特征(重力及航磁异常)等,对反演成果图分析表明:金川矿区在地下浅部1.8km以浅,表现为高速特征;而在地下深部2.7~5.4km处表现为低速特征;在4.5~5.4km深度处,F1断裂两侧存在明显速度分异,潮水盆地表现低速异常,龙首山隆起带为高速异常,速度异常的产生与F1断裂密切相关。深部低速体的形成与幔源岩浆上涌密切相关。

甘肃金川矿区地表三维形变InSAR监测

金川矿区是我国最大的镍矿生产基地,2018年提出复采计划以来,对该矿区地表形变的监测还是空白。该文基于3个轨道(升轨128、降轨33和135)的Sentinel-1A数据,利用小基线集雷达干涉(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)和结合先验条件的最小二乘迭代法获得金川矿区2018—2020年的地表三维分量形变速率和时序形变量,并使用水准实测数据对垂直向累计形变值进行验证。结果表明:金川矿区在3个开采区(龙首矿、西二矿、东三矿)形成了3个大面积的形变区域,主要表现为地表沉降,其中最大垂直向形变量和形变速率发生在西二矿区,分别为-408.9 mm和-162.8 mm/a。龙首矿区西南和东北边坡向矿脉处收缩,西二矿区和东三矿区形成的形变区域位移方向相似,均为沉降漏斗东西两侧向矿脉处收缩。金川矿区地表形变与人机采动、地质断层以及岩性构造紧密相关,其中人机采动是地表形变的主要原因,断层和岩性构造是地表形变的控制性因素。研究结果为金川矿区安全生产和开采规划提供理论支撑。

重金属污染对金川矿区原生植物根际细菌群落的影响

为了探究重金属污染对矿区原生植物根际细菌群落结构的影响,选取下四分作为原生态对照样地、废渣堆和尾矿坝作为试验样地,选取碱蓬和骆驼蓬作为研究植物,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析2种植物根际与根周围土壤细菌群落结构.结果显示:2种植物根际和根周围土壤的主要优势菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和酸杆菌门.尾矿坝细菌群落多样性和丰富度最高,下四分2种植物根际细菌群落多样性和丰富度均高于根周围,3个样地骆驼蓬根际细菌群落丰富度均高于根周围.主成分分析和UPGMA聚类分析表明同种植物根际和根周围的细菌群落结果相似度较高.RDA分析和相关分析表明,Ni、综合污染指数、Cr、土壤含水量、pH、全氮和全磷是影响根际细菌群落结构的主要土壤因子.

金川矿区竖井建设分析

竖井工程一直都是井下矿山开拓和生产的关键工程。虽然在建设期,竖井工程仅为矿山工程量的3%～6%,但工期却占矿山工程总工期的30%～50%,其施工速度与质量直接影响整个矿山建设进度与以后的投产使用。金川矿区在本世纪初,进入深部开采,矿山接替工程也不断深入,超千米深井成为矿山建设标志性工程。总结了近年来,金川矿区竖井设计、施工和管理等方面的经验,对该矿区在建及今后竖井工程建设有很好的借鉴作用。

金川矿区深部开拓地质灾害及防治方法分析

随着开采深度增加,地应力增大,岩体变硬变脆,地温升高,地质条件恶化,金川矿区已成为地质灾害多发矿区。文中分析了深部开拓中可能遇到的地质灾害和防治方法。

龙首山北缘活动断裂对金川矿区的远景预测及应用

通过研究预测未来百年龙首山北缘活动断裂的活动性,对活动断裂带进行较长时期的地震危险性概率分析,预测未来百年对金川矿区的地震影响,可以提前做好震害预防措施,最大限度地减少人员伤亡和经济损失,维护社会的稳定和发展。

金川矿区地表工程地基稳定性分析方法研究

本文通过对金川龙首矿新１＃ 竖井井塔地基及其周围岩、土体边坡的工程地质勘察与研究，总结提出了金川矿区地表地基稳定性分析方法与步骤。

金川矿区大口径工程钻孔高精度测井项目试验成功

2013年4月27日，金川矿山工程分公司与北京航空航天大学合作的金川矿区大口径工程钻孔高精度测井项目试验成功。大口径工程钻孔广泛用于井下充填、排水、排泥、通风和下料，矿山生产建设中发挥着重要作用。但是在大口径工程钻孔施工过程中，随着钻进深度的不断井架，钻孔孔底位置通常会不同程度地偏离设计位置，钻孔中下人的金属套管受磁场干扰，

金川矿区井下废水综合利用工程建成投用

2013年12月14日，金川矿山工程分公司施工的龙首矿西二采区井下废水综合利用工程通过了金川集团公司工程管理部、规划发展部、安全环保部、工程质量管理部、镍钴研究设计院及龙首矿等相关单位的验收，全面交工，标志着金川矿区目前最大的井下废水利用工程建成投用。

金川矿区井下废水综合利用工程建成投用

2013年12月14日，金川矿山工程分公司施工的龙首矿西二采区井下废水综合利用工程通过了金川集团公司工程管理部、规划发展部、安全环保部、工程质量管理部、镍钻研究设计院及龙首矿等相关单位的验收，全面交工，标志着金川矿区目前最大的井下废水利用工程建成投用。

金川矿区开发新技术解决充填难题

金川矿区龙首矿“粗骨料管道自流输送胶结充填技术研究”经过前期的工作，取得了阶段性成果。目前，该项目已经完成室内试验，首次半工业试验取得成功。金川公司科技部、昆明理工大学等研究“粗骨料管道自流输送胶结充填技术”课题，被公司列为公司2011年重点科研项目。该项目前期进行室内试验、再由室内实验到地表半工业试验，