Mechanism,prevention,and control of mining-induced dynamic disasters in underground metal mines in China:Challenges and solutions

Metal mineral resources play an indispensable role in the development of the national economy.Dynamic disasters in underground metal mines seriously threaten mining safety,which are major scientific and technological problems to be solved urgently.In this article,the occurrence status and grand challenges of some typical dynamic disasters involving roof falling,spalling,collapse,large deformation,rockburst,surface subsidence,and water inrush in metal mines in China are systematically presented,the characteristics of mining-induced dynamic disasters are analyzed,the examples of dynamic disasters occurring in some metal mines in China are summarized,the occurrence mechanism,monitoring and early warning methods,and prevention and control techniques of these disasters are highlighted,and some new opinions,suggestions,and solutions are proposed simultaneously.Moreover,some shortcomings in current disaster research are pointed out,and the direction of efforts to improve the prevention and control level of dynamic disasters in China’s metal mines in the future is prospected.The integration of forward-looking key innovative theories and technologies in the abovementioned aspects will greatly enhance the cognitive level of disaster prevention and mitigation in China’s metal mining industry and achieve a significant shift from passive disaster relief to active disaster prevention.

我国地下金属矿山岩爆灾害发生机制及预测方法研究进展

岩爆是金属矿地下开采中难以回避的一种动力学地质灾害,其发生频率和程度将会随着金属矿山采深不断增加而愈加严重,岩爆至今仍是岩石力学领域的世界性难题。首先总结了我国金属矿山岩爆灾害的发生现状,然后重点围绕岩爆发生机制及岩爆预测两方面,探讨了我国金属矿山岩爆的研究进展,并基于能量理论提出了一种岩爆灾害预测的新方法。研究表明:①室内压缩试验是岩爆机制研究的最主要手段,根据试样受力条件可分为单轴加载、双轴加载、真三轴加载及动静组合加载;岩爆的力学机制可归纳为压致拉裂、压致剪切拉裂和弯曲鼓折3种。②指标判据法和数学模型方法是国内外学者最普遍关注的岩爆预测手段;指标判据法是针对某一工程的经验性总结,不具普遍性;数学模型方法无法获得岩爆影响因素的内在作用机制,可解释性较差。在上述分析的基础上,对岩爆机制及岩爆预测的研究方向进行了展望,供后续工作参考。

浅谈有色金属地下矿山采矿及装备技术的发展

社会的飞速发展使得金属需求量逐年增加。虽然我国矿产资源丰富,但由于矿产资源有限,加之开采量的不断增大,导致矿产资源越来越少,特别是有色金属。因此强化有色金属地下矿山采矿及装备技术的研究是重中之重,需要结合当前有色金属地下采矿现状,加强对开采技术的优化与创新。同时深入分析我国当前地下金属矿山采矿装备现状,并在此基础上做好矿山装备的研制与开发,提高装备生产效率,实现采矿装备的信息化与自动化,为我国有色金属地下矿山采矿打下良好基础。

我国有色金属矿地下开采方法概述及发展趋势

有色金属矿山的开发利用是国家经济发展和国防建设的重要基础,有色金属矿产资源在我国分布广泛,随着浅部资源的大量开发利用,深部有色金属矿的开发利用逐渐增加。本文概述了我国地下有色金属矿的采矿方法和对其发展的展望;过去我国金属矿地下开采技术包括空场法、崩落法和充填采矿法,目前主要以充填采矿技术为主,空场法和崩落法为辅。阐述了充填采矿技术在回采工艺、充填材料及全尾砂充填方面取得的成果。最后指明了我国有色金属矿向深部开采和智能化发展的趋势以及面临的挑战。

程潮铁矿东区地面塌陷机制及扩展机制初探

根据程湖东区塌陷历史与现状,借助三维激光扫描技术重建了地面塌陷三维地表模型,结合surfer绘制出了地面累计沉降等值线图和累计沉降值盆地;最初塌陷点大多分布在大理岩及围岩蚀变带中;塌陷区自东向西呈条带状分布,北部塌陷要比南部严重;塌陷区内呈现类似"角峰"、"刃脊"等冰川地貌的特点。根据地质条件、采矿情况以及监测资料分析,认为地下采矿是诱因,地质条件是内因,二者共同作用导致了塌坑大多首先在大理岩及围岩蚀变带区域中出现。在塌坑出现后,较高的水平构造应力得到释放,使得由NE向节理切割成悬臂梁板的岩体被折断。通过建立的力学模型分析得到岩体折断的范围达到了172 m宽。折断的岩体沿着折断面发生倾倒滑移破坏。这种力学扩展机制使得塌坑范围不断扩大,最终形成一个大的塌陷盆地。

有色金属矿区典型尘源污染机制与研究策略

有色金属矿区粉尘污染过程往往伴随着重金属污染,而引起该污染的一个显著原因就是含重金属元素粉尘。针对有色金属矿山总回风井排尘、汽车运送精矿沿途零星散落粉矿扬尘、大面积尾矿库干滩刮风扬尘这三类典型含重金属元素尘源,详细阐述了有色金属矿区典型尘源污染机制课题的研究意义和应用前景、国内外研究现状和发展动态及存在的问题、研究的具体内容和需解决的关键难题、研究方法和技术路线及实验手段,通过层层深入研究,可以为有色金属矿区含重金属元素粉尘污染周边土壤的评价、控制和治理提供新的理论与方法。

小时滞影响下地下金属矿山人机安全系统动态演化机理辨析

为探索地下金属矿山开采过程中人身伤害事故频发的诱发因素,考虑马虎水平对安全水平的小时滞影响性,构建小时滞影响下地下金属矿山开采人机系统马虎性与安全性的非线性动态演化模型。对该演化模型所进行的数学分析和动态演化仿真研究结果较好地验证所构建模型的有效性,而对地下金属矿山开采人机安全非线性动态演化及其趋势定性分析不但揭示了4个动态区域内马虎水平与安全水平的相互作用演化模式,还可为地下金属矿山开采人机安全系统的安全评价与控制提供依据。

我国地下金属矿山采矿装备的研究

通过对我国地下采矿装备发展历史及现状的分析,并与发达国家采矿装备发展现状的对比研究,得出我国地下金属矿山采矿装备与发达国家存在的差距,同时提出了我国地下金属矿山今后在采矿装备方面的发展方向。

我国金属矿山地下采矿装备的现状及进展

通过对我国地下采矿装备的发展历史、发展现状的分析与国际上发达国家采矿装备发展现状的对比研究,得出我国地下金属矿山采矿装备与发达国家存在的差距,同时提出了我国地下金属矿山采矿装备的发展方向。

金属矿山露天转地下开采的关键问题研究进展

金属矿山由露天转地下开采后,露天边坡及周围岩体与地下开采组成一个复合的动态采动体系,其变形和力学行为极为复杂,局部呈现出典型的非线性特征,给矿山的地压管理与安全生产带来了严重挑战,一直是国内外科研工作者研究的热点。目前人们对脉状或者块状的铁矿、铜矿露天转地下开采技术已有大量研究成果,但由于各种类型矿山地质采矿赋存条件的差异性,加之露天边坡岩体与地下开采环境的复杂性和不确定性,人们对露天转地下开采后岩体的采动变形机理与力学机制依然缺乏科学的、定量化的分析和表达。本文在综合分析大量文献的基础上,从国内外金属矿山露天转地下开采矿山现状、露天转地下开采的平稳过渡问题、边坡变形破坏特征和失稳机理以及安全管控技术、地下开采对露天边坡的影响效应及作用机制、"露井复合开采"相互作用机理等几个方面对金属矿山露天转地下开采的研究现状进行了深入系统论述,同时展望了金属矿山露天转地下开采研究的发展趋势,为工程实践提供理论参考。

铜坑矿排水排泥系统改造

金属矿山井下排水排泥系统是重要的安全生产设施。长期以来,铜坑矿井下排水与排泥是分开的,即先排水后,再把沉淀下来的泥浆用人工清浆方式进行清理妆车,再转运至采空区或地面废石场进行处理,采用原始的人工清浆方法,时间长,工效低。文章提出以机械化清浆来代替原始的人工清浆方式,以提高效率,减少影响。

有色金属矿山背景下地下水对矿区地质勘测的影响研究

我国国土面积广阔,涵盖的矿产资源丰富,并且矿产资源是我国经济发展中不可或缺的重要组成部分,一直十分重视对矿产资源的开采规模,而对矿产资源的开挖也是需要对当地的地质条件进行调查,所以在开采之前需要加强对地质的勘探工作。不同矿产资源的开采需要勘测地质的重点不同,对于有色金属的开采就需要对地下水进行严格科学的勘测,全面掌握。本文也将从在有色金属矿山下地下水对矿地地质勘测的影响。

浅谈地下水对有色金属矿山地质勘察的影响及防范措施

矿产资源是发展国民经济的物质基础,近年来,我国有色金属矿山的开采规模不断扩大,开采深度不断加深,对矿区的地质条件也提出了很高的要求。为此,需要做好相应的地质勘察工作。其中,地下水勘察是一项十分重要的内容。通过科学勘察,可以全面掌握矿区的地下水情况,进而科学的进行矿山防水治水等。以更好的减少地下水对工程的影响,合理的进行矿产开发。本文对地下水对有色金属矿山地质勘察及工程建设的影响进行分析,评价地下水对岩土体以及矿山工程的各方面影响等。并针对存在的问题,提出几点可行的防范措施,以有效防范各种问题的出现,更好的减少地下水对有色金属矿山工程的影响。

金属矿山井下移动式泵送充填系统工艺优化研究

某金矿自2014年建立了井下移动式泵送充填系统,但随着矿山的提质扩能,目前的充填系统能力已不能满足生产需求,同时给料系统还存在劳动强度大,给料连续性差等问题。针对这些问题,从增大充填能力、加强给料的连续性、提高系统的机械化等方面出发,研究了具有全机械化作业的金属矿山井下移动式泵送充填系统。该系统连续高效,推广应用价值广。

综合机械化掘进工艺在铝土矿山的运用

综合机械化掘进工艺在许多行业中都得到了广泛应用,而且通过合理方式对这些综合机械化掘进工艺的研究,提高该项工艺的应用,更好的完成相应工作。综合机械化在有色金属矿山中得到了合理应用,为了更高的完成掘进作业,要做好相应的研究作业。下面,针对的综合机械化工艺在铝土矿山中应用进行全面分析,希望文中内容对相关工作人员,以及整个行业的发展都可以有所帮助。

有色金属矿山液压机械传动的应用探析

针对液压传动而言,主要是将液体作为基本介质,达到传输能量以及控制传动方式的目的,其本身具有操作灵活、体积小、容量大等优势,目前已经在有色金属矿山机械之中得到广泛的使用。因此,本文在介绍液压机械传动基本情况的基础上对有色金属矿山机械液压机械传动的应用进行探讨。

我国有色金属采矿科技进步

本文系统叙述了我国有色金属采矿科技发展的概貌和取得的成就，探讨了有色矿山在生产和科技发展中存在的主要问题以及今后的发展前景。

中国大陆金属矿区实测地应力分析及应用

以迄今为止查阅到的中国大陆金属矿区实测地应力数据为基础,经优化处理后最终采用165组数据,基本覆盖了我国大陆主要金属矿山分布地区.采用回归分析法给出了中国大陆金属矿区测量埋深范围内的地应力场特征,并尝试从地应力的角度对中国大陆金属矿区断层的稳定性进行了讨论.结果显示,中国大陆金属矿区垂直主应力、最大与最小水平主应力总体上随埋深呈线性增加;最大与最小水平主应力之差Δσ随埋深的增加有增大的趋势,但规律性不显著;最大水平主应力与垂直主应力之比K_(h,max)主要集中在1.00~2.50之间,最小水平主应力与垂直主应力之比K_(h,min)主要集中在0.50~1.50之间,平均水平主应力与垂直主应力之比Kh,av主要集中在1.00~2.00之间,随着埋深的增加,3个侧压系数的变化幅度逐渐减小,K_(h,max)趋向于1.83,K_(h,min)趋向于0.80,Kh,av趋向于1.31;最大与最小水平主应力之比与埋深没有显著的关系,主要集中在1.5~2.0之间,近似服从正态分布;断层在埋深小于500 m范围内有滑动的可能,埋深超过500 m时,逆断层有滑动的可能,走滑断层处于相对稳定状态.

我国中小型有色金属地下矿山机械化现状及未来对策

在对全国40个中小型有色地下矿山系统调查的基础上,介绍了该类矿山机械化发展概况和几种平巷、天井及采场机械化作业线设备配套形式和技术参数。分析了目前存在的问题和困境。提出了几点建议和应采取的对策。

某有色金属矿井下扩建项目职业危害控制效果评价

目的辨识某有色金属矿井下扩建项目试运行期间产生的职业病危害因素,分析其危害程度和接触水平,评价其职业病危害控制效果。方法通过职业卫生现场调查、危害因素检测、职业健康检查等途径收集相关数据和资料,采用检查表法、定性与定量分析法进行综合评价。结果该项目主要职业病危害因素有:粉尘、铅尘、氧化锌、砷化物、噪声等。检测结果为:粉尘中游离二氧化硅的含量为2.1%～8.3%。粉尘浓度检测19个岗位,岗位超标率26.32%。铅尘检测11个岗位,岗位超标率27.27%。砷化物检测11个岗位,岗位超标率45.45%。噪声强度测量23个岗位,超标率达47.83%。氧化锌和氰化物等符合职业接触限值。结论该项目属职业病危害严重建设项目。部分作业岗位粉尘、铅尘、砷化物浓度超过职业接触限值,建议采取职业卫生防护补救措施,控制职业病危害。