金属矿隐患空区动力失稳过程仿真技术

在对华锡集团铜坑矿隐患空区现场实测的基础上,采用隐患空区三维信息获取方法准确获取空区的位置形态、体积、顶板面积及边界等信息。结合92号矿体周边采场分布特点,选取205-2,203-2,201-2和202-2这4条勘探线上的隐患空区为研究对象,在分析其空间特征信息的基础上,分别结合国际矿业软件Surpac与岩石破裂过程分析软件RFPA(rock failure process analysis)软件构建这4条勘探线上隐患空区数值计算模型,综合考虑矿区初始应力场和空区周边爆破动力扰动作用的影响,运用RFPA开展隐患空区动力失稳过程模拟仿真,模拟空区从形成到动力扰动作用下破坏过程的裂纹扩展规律。研究结果表明:动力扰动使空区应力集中加强,并加速空区裂纹扩展,尤其对间柱产生强烈冲击,致使裂纹贯通,矿柱破坏;该研究成果可为我国大范围隐患空区灾害预测和控制提供技术支持。

金属矿隐患空区探测技术综合分析

隐患空区是矿山安全、高效开采过程中迫切需要解决的难题之一。总结了地下隐患空区探测的主要方法，对各探测方法的探测原理进行了介绍。分析了各自相应的适用条件，并综合应用探地雷达法和瑞雷波法在厂坝铅锌矿进行了地下群采空区的现场探测，基本查明了试验采场采空区的分布情况，为后续的安全回采提供了技术支撑。

民采隐患空区转换与残矿回收技术在长龙山铁矿的应用

长龙山铁矿和大多数国有矿山一样,在生产后期不得不面对民采破坏性回采后所遗留的空区矿体开采的难题。为了安全高效地回收现有的矿产资源,同时消除民采空区所带来的安全隐患,结合采空区实际情况,开展了以现有井巷工程为基础的民采隐患空区转换处置及残矿回收技术研究。首先通过物探与CMS系统分别确定空区边界与三维赋存状况及稳定状况,再根据实际情况,利用空间重置技术将空区作为爆破补偿空间,或者再造成回采进路。通过这种技术,不仅有效地回采了空区矿石资源100余万t,而且使得覆盖层的下移处于有序可控状态,有效地消除了空区隐患。

基于CMS的隐患空区三维特征信息获取

在三维激光扫描原理基础上,针对井下不同作业环境提出了相适应的隐患空区激光探测系统(CMS)现场探测方法,即空区底部探测、封闭空区探测和通过空区上部通道探测。针对探测原始数据格式及其特点,研究了CMS空区探测点云数据过滤与探测数据拼接的原理,提出了多点扫描数据的拼接方法,实现了空区探测原始点云数据格式的转换,为建立空区三维实体模型提供了数据基础。结合Delaunay三角网剖分法,提出采用矿业软件Surpac构建可视化程度更高、可编辑性更强和实用性更好的空区三维模型方法,并将该技术成功应用于广西高峰矿复杂隐患空区三维特征信息获取及其可视化中。研究表明,采用该方法获取的空区三维特征信息为矿山实施空区评价与治理、开采质量控制、资源有效回收方案制定提供了技术支持。

神东矿区房采采空区安全隐患评估与治理技术

基于调查与踏勘、综合分析、危险性分级与评估、现场监测与试验等方法,分析了神东矿区房采采空区的隐患类型,提出了神东矿区房采采空区危险性分级方法,开发了神东矿区房采采空区安全评估专家系统并进行了隐患评估,通过爆破试验对房采采空区进行注浆治理试验。结果表明,神东矿区已有房采采空区面积约29.05 km2,包含房采空区对应地表存在重要建筑物、通信塔或高压线塔、公路、井下采掘安全等4种隐患类型,并将神东房采采空区危险等级划分为5级;开发出神东矿区房采采空区安全专家评估系统,评估结果符合现场实际。经采取地面注浆治理试验和爆破治理试验,为房采采空区隐患评估、隐患治理及建筑物保护利用提供了可靠安全保证。

楚烽磷矿试验盘区采空区隐患治理的实践与思考

保康-宜昌磷矿带成磷地质条件与矿床类型相同或相似,采用的采矿方法也基本相同,多采用房柱法开采,矿柱支撑空区。随着暴露时间的延长,空区隐患逐渐显现。本文以兴发集团楚烽磷矿试验盘区空区隐患治理为例,对湖北西部磷矿区空区处理面临的共性问题进行了探讨,提出了采用移动式充填人工置换矿柱方式来解决空区的办法,在处理空区的同时,回收残矿资源。

软岩地层中采空隐患区对高铁路堤沉降影响分析

以贵南高铁穿越软岩采空区工程为依托,分析了高铁穿越软岩采煤沉陷区的工程重难点问题。基于综合物探和钻探得出的采空隐患区域分布以及试验得到的岩土体物理力学参数,运用FLAC3D数值软件模拟分析了软岩地层中采空隐患区对高铁路堤沉降的影响。通过分析模拟结果得出:高铁荷载作用下,软岩地层中的应力和变形会扩散到埋深90 m范围内的采空隐患区部位,隐患区的变形最终导致路堤表面最大沉降变形为16. 2 cm,可达正常变形(7. 6 cm)的2. 13倍;埋深在90 m左右的采空隐患区域,垂直路堤方向距离大于100 m时,影响程度在2. 5 cm以下;建议采取全胶结注浆法、高架跨越法对隐患区域进行治理,采用复合桩板结构对路基进行加固。

矿体遗留采空区灾害隐患评估及治理研究

根据105#矿体详查结果,对矿体内民采采空区及其遗留坑道进行了统计和分类,详细介绍了空区的规模和分布情况,并对空区的危害和隐患进行了评估,提出并制定了切实可行的空区治理方案,同时也制定了与之对应的空区治理实施过程中的地压监测方案。通过近1年的空区治理施工,已治理结束的空区均达到或超过了预期效果。

焦家金矿望儿山矿区沉降监测及规律研究

由于留矿法采矿和部分民采,焦家金矿望儿山矿区留下大量的采空区,存在一定的安全隐患。通过对地表沉降变化进行数据监测,采用矿体开采岩体移动数值模型仿真,并采取空区钻探验证,总结出空区防治指导性结论。

上向水平分层废石充填采矿法在火焰山矿的实践

为了应对火焰山矿东矿区地下开采引起的地表破坏、废石排放和采空区带来的安全隐患问题,以掘进废石及露天矿剥离废石为充填料,采用上向水平分层废石充填采矿法,能有效地控制地压,降低了生产成本,清洁矿山环境,对提高资源采出率,保障矿山安全生产、矿山可持续发展具有重大意义和推广应用价值。