马钢姑山铁矿采场动帮高边坡加固方案研究

马钢姑山铁矿采场东帮人工采掘高边坡由于受河水和地下水的较大动水压力、静水压力的长期作用,和大爆破采掘施工触发强烈地震的频繁影响,局部坡段日益面临失稳滑坡的极大危险.本文运用有限元方法对东帮高边坡的稳定性问题进行了分析,提出了4种加固方案.结合加固工程的经济性、环境的影响性以及矿山的可持续发展与生产安全性等,对每一方案进行综合评价,从而确定方案三为最佳方案.

荥巩煤田谷山井田构造演化与煤层气含量的关系

煤层气含量及其控制因素的研究是煤矿瓦斯灾害预测和煤层气的可开发性评价的基础.根据勘探和建井阶段的资料,荥巩煤田谷山井田东部山西组二1煤埋深200 m以下的区域,煤层气含量与井田构造演化有着密切的关系.印支期(T末)在正常地温梯度下发生第一次生烃和燕山期(J3-K1)在异常热事件作用下发生了第二次生烃,奠定了高含气量的基础.但由于燕山期煤体所受温度极高(300℃),煤的理论吸附量不超过15 m3/t.K2到喜山早期,随南部嵩山不断隆起,浅部煤层中的煤层气在地下水作用下向深部运移,在滞留区煤层内聚集.这一时期构造决定的地下水动力条件控制着煤层气的运移富集.第三纪晚期形成的滑动构造使煤体破坏严重,储层渗透性降低,沿滑动构造面形成的糜棱岩带增加了煤的吸附能力,阻止了煤层气的扩散,并可能存在动力变质引起的生烃,对含气量进行补充.

高密度电法在姑山矿防渗帷幕工程中的应用

高密度电法是一种理论和应用较为成熟的物探方法,具有观测精度高、成本低、效率高,信息量丰富、解释方便等特点。该方法在工程地质调查、坝址及桥墩选址、采空区和岩溶区及地裂缝探测等众多工程勘察中取得了良好的效果。本文应用SuperStingR8高密度电法仪对姑山矿北帮防渗帷幕堵水效果进行了探测。经反演、分析、解释和推断,并与矿山以往勘探资料相比较,认为防渗帷幕堵水效果较好,该结果对矿山后续生产作业具有重要指导意义。

姑山矿可持续发展主要制约因素分析

姑山矿是以铁矿石开采加工生产为主业的矿山企业,矿山整体基础条件较好,但也存在较多影响其可持续发展的制约因素。分析认为水文地质因素、资金成本因素、环境安全因素、技术因素、人才因素是主要制约因素。对此,提出了加强矿区资源综合利用,促进技术创新,加强企业管理和改革等措施,以实现促进矿区可持续和谐发展,全面落实科学发展观的目标。

姑山采场东北帮边坡防渗透变形研究

通过分析姑山采场的水文地质和工程地质条件,探讨了利用粉细砂含水层和砂卵砾石含水层之间的粉质粘土层建造台阶式防渗帷幕的可能性,以消除姑山采场东北帮边坡因地下水和青山河水在边帮中可能对边坡造成渗透变形的隐患,为姑山采场安全开采东北帮优质铁矿石创造条件,也为姑山矿实施可持续发展提供技术支持。

高密度电法在姑山露天矿防渗帷幕渗漏检测中的应用

高密度电法是电法勘探技术中的一种,具有成本低、效率高,信息量丰富,解释方便等特点。根据SuperStingR8高密度电法仪的工作原理和测量装置,对姑山露天矿北帮的防渗帷幕进行了探测。通过对探测资料的反演、分析、解释和推测,并与矿山以往的勘探资料进行了对比验证,说明防渗帷幕起到了较好的防渗效果,为姑山露天矿进行北帮扩帮提供了技术支持。

姑山矿区可持续发展能力评价

在矿区可持续发展研究现状的基础上,建立了姑山矿区可持续发展能力评价指标体系,综合运用熵值和Delphi法确定了各个评价指标的权重,并将综合指标划分为6个档次,然后对姑山矿区可持续发展能力进行了测算与分析,结果表明:姑山矿区可持续发展能力位于Ⅳ级,为差等级。最后,指出了矿区今后提高可持续发展能力的主要途径。

荥巩煤田谷山井田煤层气富集成藏过程分析

本文采用吸附势理论恢复了荥巩煤田谷山井田煤层含气量变化史。根据煤层含气量变化史可以看出,研究区经过了两次生烃,在煤层第二次生烃时的温度和压力条件下,其最大吸附能力不会超过9.22m3/t。而现今的煤层气含量却达到了35m3/t。通过理论分析得出,第二次生烃所吸附的煤层气占26.34%,煤层及围岩游离态煤层气所占比例为43.65%,孔隙水中溶解的煤层气所占比例不超过1.86%,浅部运移来源所占比例高达28.15%,由滑动构造作业可能新生成少量煤层气。

整体采矿学理念在姑山矿区的部分开采实践

在综述采矿学概念与原则和国内外研究进展的基础之上,把整体思维和复杂性科学引入采矿学中,提出了整体采矿学和后采矿概念,阐述了整体采矿学的概念、基本含义、应遵循的基本原则以及研究的核心问题,同时,结合姑山露天矿和和睦山井下矿的实际,叙述了整体采矿学在姑山矿区开采中的部分实践。

谷山井田与告成井田地质特征对比分析

告成井田与谷山井田同属于华北板内嵩箕构造小区,分属荥巩背斜的南北两翼,不同的构造背景造成二1煤层瓦斯地质特征的差异。针对告成井田与谷山井田煤体结构变化成因因子,采用多因素对比分析的方法,对影响瓦斯赋存地质因素进行对比分析,从煤变质程度、煤体结构、围岩性质以及地质构造影响等方面进行对比研究,找出了两者的共同点与不同点,分析煤层瓦斯的物理特性、煤与瓦斯突出的物质基础、瓦斯压力梯度变化、瓦斯积聚与逸散变化机理,对煤与瓦斯突出危险性进行科学评估与合理性预测,以消除煤矿生产安全隐患。

姑山矿区多矿床矿产资源开发利用的综合优化模型研究

依据整体采矿学的理念,即从整体上全过程、多方位、系统和动态地研究一个矿区多矿床矿产资源的开采与利用,构建了人工神经网络专家系统综合优化模型,根据所构建的模型对姑山矿区的多矿床矿产资源开采与利用进行了综合优化研究,得出了姑山矿区的铁矿石推荐生产规模为540×104～680×104 t/a的结论。研究结论对加强姑山矿区的建设、提高经济社会效益以及矿区可持续发展均有较好的指导作用。

姑山采场境外矿开发利用研究

姑山采场即将闭坑,已累计采出矿石约3 000万t,占矿床总量的30%左右。截至2007年底,姑山采场境外尚保有表内矿山资源储量8 725.18万t,矿山应总体规划,适时建设,分期开采境界外的保有矿石。

姑山铁矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究

以姑山铁矿为工程背景,针对采用进路充填采矿法的露天转地下开采矿山,提出将露天转地下开采留设的境界顶柱简化为"梯度荷载作用下的悬臂梁超静定"平面应变力学模型,采用弹性力学半逆解法求解出境界顶柱各应力分量的解析解,并以抗拉强度为破坏指标,计算出境界顶柱合理厚度的理论值。运用此方法计算出姑山铁矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度的理论值,并以此为基础数据,结合FLAC^(3D)数值模拟获得了该矿境界顶柱合理厚度范围为23～25 m。

FEFLOW在姑山采场北帮边坡防渗工程中的应用

结合姑山铁矿露天采场北帮边坡防渗工程的防渗研究,该文利用FEFLOW软件建立了该区的地下水数值模型。在此基础上,对拟修建的防渗帷幕的防渗效果进行了数值预测,分析了防渗帷幕对拦截北帮地下水的效果。同时指出防渗工程中存在的一些不足,并提出了可能引发的矿山边坡安全隐患和消除隐患的方法。最后推演了所采取的措施对防渗工程的贡献,为姑山露天采场北帮防渗工程设计提供了科学的依据和可行的解决方法。

姑山矿区多矿床矿产资源开发时空量序综合优化研究

以姑山矿区为例,运用系统优化的思想,从"时、空、量"3个方面对姑山矿区多矿床矿产资源开发进行了综合优化,给出了姑山矿区各矿床矿产资源开发的合理生产规模以及开采时间表,可为矿山决策人员提供参考。