内蒙古白音高勒有色金属矿区基于DIMINE的三维地质建模及矿产储量估算

为提高矿体储量计算的精度,实现矿体的可视化建模和储量计算,以内蒙古白音高勒有色金属矿区为例,提出普通克里格法可视化的计算方法。根据矿区的地质勘查资料,结合DIMINE数字矿山软件建立矿床地质数据库,构建了可视化的矿体三维实体模型,基于地质统计学原理,筛选出钻孔样品数据并对其进行组合,根据组合后样品的统计分布特征,构建了矿区变异函数模型,并对矿床内矿体的品位进行赋值计算,采用普通克里格法进行空间插值,较为准确地计算了该矿床的矿产储量,降低了计算误差,为矿山资源储量管理和开发利用提供了一定的参考。

金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术现状与展望

金属矿山地质灾害风险智能监测预警技术是保障矿山安全生产的关键技术之一,是岩石力学应用于矿山安全领域研究的热点问题。从地质灾害风险定义、类型、监测方式、预警技术等方面出发,简述了金属矿山地质灾害风险监测预警技术的发展现状,指出在灾害风险定义方面,金属矿山地质灾害风险易发性、易损性和危险性量化分析理论体系尚不完善;在灾害风险监测与数据融合方面,多感知设备协同监测与数据融合理论仍不完善,尚未实现基于风险条件的感知设备布设方案智能调整,难以保障采动岩体力学响应的时空完整性与连续性;在灾害风险预警方法方面,监测与模拟相结合已成为矿山灾害预警发展趋势,应进一步与云计算、人工智能等技术相融合,建立完善的理论体系,实现实时动态、精准高效、智能的灾害风险预警。在此基础上,围绕“现场监测和数值模拟相结合灾害预测预警”的学术思想,提出了“地质灾害案例匹配、多源数据挖掘、力学机理分析、专家系统诊断”四位一体的灾害风险智能预测预警方法,进一步以弓长岭露天矿浅层隐伏空区垮塌与地表塌陷风险监测预警工作为背景,实现了上述方法的应用与推广。最后指出了金属矿山灾害风险智能监测预警技术存在着多源力学响应数据难以高精度连续协同感知、灾害预测预警模型参数难以精准选取、灾害监测预警系统尚不完善等问题,多灾种高性能、专用特种智能感知技术与装备,标准化数据通信协议与架构,监测—模拟相结合的灾害智能预警模型,地质灾害监测预警平台与数字孪生技术是解决上述问题的关键技术,是未来的主要发展趋势。

陡倾结构金属矿山岩移规律的模型试验研究

陡倾地质结构金属矿床大部分形成于构造断裂带,崩落法开采会产生显著的岩层移动现象。以湖北黄石的金山店铁矿典型地质剖面为基础,构建地质结构模型。通过缩尺物理模型试验,研究陡倾地质结构对崩落法采矿岩层移动的影响规律。研究结果表明,受陡倾地质结构的影响,采空区岩层移动可分为缓慢增长、快速增长与地表塌陷破坏3个阶段,其中上盘岩移范围远大于下盘,上盘以倾倒变形破坏为主,下盘以剪切滑移破坏为主;采空区顶板岩层一方面不断崩落填充采空区控制岩移,另一方面形成冒落拱,以拱脚抵制上下盘陡倾岩层朝向采空区移动;当顶板崩落至地表后冒落拱的支撑作用消失,近采空区的上盘岩层发生倾倒折断塌陷,下盘岩层发生剪切滑移塌陷。

基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究

隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的精准治理提供靶区,助力煤矿智能开采建设。

基于云模型的煤炭矿区隐蔽致灾地质因素评价

为明确矿井隐蔽致灾地质因素,合理制定精准防治措施。以黑龙江省东部四个煤炭矿区为研究对象,构建了以层次分析法、熵权法、云模型三种评价方法融合的煤矿隐蔽致灾地质因素危险性评价模型,计算并分析各因素的综合权重及综合评价云图,评价其危险性等级。结果表明:鸡西、鹤岗、七台河矿区评价结果为Ⅳ级,双鸭山矿区评价结果为Ⅴ级。该研究可为实现煤矿事故提前警戒预防,保障煤矿安全高效生产提供参考。

煤矿地质应急救援信息系统设计与实践

随着煤炭资源大规模开采,煤矿地质灾害潜在隐患也越来越多,煤矿灾害事故往往具有突发性、偶然性和复杂性等特点。信息技术可以对多源信息进行快速集成与处理,是进行有效救援的重要支持手段。以煤矿安全生产实际为背景,结合地质勘查单位业务特点,在系统需求分析基础上,设计了系统功能,提出了系统建设的关键技术和实现方法,开发建设了符合煤矿地质应急救援实际需求的信息系统。以宁南煤田某煤矿为示范,验证了系统功能的合理性。

利用多源数据融合在某铜金属矿山开展三维实体建模的研究

采用3Dmine三维建模软件结合地质数据、工程测量数据、图件矢量化数据等多源数据融合,构建某铜金属矿山多源信息数据库,并建立了该矿的三维地表DTM模型、矿体三维模型、构造模型、岩性模型、井巷工程三维模型以及矿体块体模型等,利用距离幂次反比法对矿体矿石量、金属量、品位等进行了估值,并与矿山储量核实报告获得的结果进行了对比分析。实践表明,所建模型估算的品位、矿石量、金属量结果可靠,可以有效地展示矿山深部矿体、围岩、断层、井巷工程等三维地下空间的可视化,并为矿山深部矿床的探矿设计、开采设计提供有效依据。

基于无人机倾斜摄影的矿山地质灾害勘测方法

矿山的长期无节制、无规划开采,对地貌和地形产生较大破坏,易诱发多种地质灾害。由于进入矿山内部或地下隧道进行勘测的作业条件较为恶劣,存在通风、照明、通讯等方面的困难,且空间复杂,方向不清晰,存在危险因素,勘测作业难度较大。为此,本文提出基于无人机倾斜摄影的矿山地质灾害勘测方法,首先选择矿山勘测区域,设计无人机摄影测量方案,航拍路线;然后设计无人机倾斜摄影流程,并对获取的正射影像进行图像坐标信息解析;根据解析结果,分别按照左右山体、边坡以及自然边坡的顺序,分析勘测图像,识别勘测矿山的地质灾害类型。结果表明,采用无人机倾斜摄影的勘测,误差低于0.1 m。应用提出的方法可勘测出,矿山植被覆盖率较低,岩体出现裸露样貌,且表面存在碎石,说明该废弃矿山具有构成滑坡和泥石流以及崩塌的地质灾害条件。

金属矿山地质环境恢复治理模式探究

随着经济的发展和社会的进步,我国金属矿山业发展迅速,但也严重破坏了矿山周边的生态环境,不利于绿色发展和可持续发展。本文就目前我国金属矿山的地质环境问题进行了简要说明,指出了环境恢复治理模式的设计原则,并提出了相关治理模式,以供专业人士参考。

金属矿山地质灾害及其研究发展趋势

详细介绍了地下金属矿山采矿中存在的地表沉降及塌陷、地下水灾害、深井岩爆等若干地质灾害问题,对国内外在地质灾害研究与防治技术方面的现状和发展趋势进行了总结和概括,并指出了未来研究工作的重点和主攻方向,认为应对采矿引起的地质灾害及其防治技术进行系统的、深入的研究。

模糊数学理论在金属矿山安全评估中的应用

针对金属矿山的开采所带来的地质灾害安全问题,运用模糊数学理论,建立一种新型金属矿山危险性综合评估模型对矿区安全性问题进行实际评判,根据具体金属矿山安全性实际评判结果选取最优化的防治措施,使之在以后矿山安全评估当中能够更为广泛地推广应用.

深部金属矿采动灾害防控研究现状与进展

随着地球浅部矿产资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已成必然趋势。在查阅大量相关文献的基础上,综述国内外金属矿山对深部开采的界定与开采现状,重点关注深部高应力这一特殊环境条件下的采动灾害类型与致灾机理,提出深部金属矿采动灾害预防与控制策略。研究结果表明:不同国家对深部开采的界定有所差异,我国将开采深度超过800 m的金属矿山定为深部开采矿山;我国进入深部开采的矿山数量及规模与国外相比仍有较大差距,但是从目前深竖井建设数量来看,短期内我国进入深部开采的矿山数量将会达到世界第一;深部由高应力引起的采动灾害主要包括由层裂、岩爆和挤压大变形导致的巷道或采场垮塌、冒落或变形;提出深部采动灾害预防与控制流程,在建立地质灾害风险评估模型的基础上确定巷道及采场的布置位置,通过对回采顺序、隔离矿柱设置、充填采场及卸压爆破对深部采矿地压调控进而预防采动灾害的发生;岩爆是深部金属矿山在开采过程中最易发的采动灾害,研发能有效控制岩爆危害的矿山动力支护系统是深部开采未来必须解决的问题。

基于GIS的金属矿山地质灾害预警系统研究与开发

综述了G IS应用于地质灾害研究方面的进展,认为目前在金属矿山地质灾害预警系统G IS技术方面的研究存在严重的不足,从而提出了金属矿山地质灾害预警系统研究的实施内容及方法。对一个基于G IS的地压灾害监测管理系统实例作了简单介绍。

多理论模型在金属矿山灾害评估中的应用

针对金属矿山开采所带来的地质灾害问题,运用两种理论结合一种灾害等级综合评估模型,将金属矿山地质灾害的影响因子进行综合评估预测来确定金属矿山的灾害等级,对矿山灾害进行评估预测,取得了与实际情况较为吻合的效果。

地质及巷道集成3维模型的研究与应用

针对目前地质和巷道独立建模给矿井灾害救援带来的问题，建立了基于面模型的多层3维地质与巷道集成模型，并结合可视化技术为救援决策提供可视化的技术支持。研究了复杂地质体的3维模型和巷道3维模型的关键技术，并给出了基于多层3维地质建模及基于巷道断面构建3维巷道模型的实现方法；最后结合3维巷道网络的弧-节点模型与地层岩性、节点相互关联的拓扑关系，实现了二者的集成建模。在此基础上，采用启发式路径搜索的A＊算法．实现了应急救援路线的智能快速选择。这种集3维地质模型、巷道模型为一体的可视化系统对于矿井的事故救援或定位事故发生地点具有很强的实用性。

GLP模型在金属矿山地质灾害评估中的应用

金属矿山开采对周围环境有影响和破坏作用,有效地进行评估便于找出最大的影响因素,从而针对性地进行治理。本文通过运用GLP模型对矿区开采后形成的灾害进行等级确定,以便根据灾害等级采取合理的治理措施。将模型对具体金属矿山地质灾害问题进行应用取得了与实际情况较为吻合的效果。

利用LIDAR构建数字矿山的研究

介绍了一种新的测量方式LIDAR,结合LIDAR自身特点,较为详细地分析了其在建设三维矿山模型、进行矿区塌陷地的生态环境经济评价和对地质灾害进行监测等方面的应用前景,为构建数字矿山提供了一种新的方法。

基于多级模糊数学的矿山地质灾害指标体系设计

当前矿山地质灾害指标较为固定,缺少灵活性,较为死板。将多级模糊数学理论应用到金属矿山地质灾害指标体系设计中。结合金属矿山地质灾害不确定性的特征,设计多级模糊模型,进行主客观定权。在上述基础上,将设计的模型应用到灾害评估指标体系设计中。实验结果表明,该模型能够有效提高评估的灵活性,结果也更为准确。

论金属矿山地质灾害模式识别模型

从崩塌与滑坡、泥石流、采空塌陷3个方面探讨了金属矿山地质灾害模式,运用层次分析法确定了金属矿山地质灾害模式识别指标的权重。考虑到影响金属矿山地质灾害因素的不确定性,引入SPA,并与最优化原理相结合,提出了同异反最优模式识别模型,将其与现有的最大联系测度方法应用于某金属矿山地质灾害模式识别中。实例应用表明,同异反最优模式识别模型从整体上判断金属矿山地质灾害模式,较最大联系测度方法更为科学、合理。

露天矿区突发地质灾害公众应急安全疏散行为研究——以抚顺西露天矿区为例

为探究露天矿区突发地质灾害公众应急安全疏散行为影响因素,基于社会认知理论视角,引入中介变量个人规范,将应急安全疏散行为划分为应急安全疏散遵守行为和参与行为,构建露天矿区突发地质灾害公众应急安全疏散行为影响因素理论模型,并以抚顺西露天矿区周边居民为调查对象,依据272份有效样本进行结构方程实证检验。结果表明:露天矿区突发地质灾害时,应急疏散认知、描述性规范显著正向影响公众应急安全疏散行为,同时描述性规范通过个人规范部分中介公众应急安全疏散行为,自我效能仅显著正向影响公众应急安全疏散参与行为。研究结果可为政府和相关组织提供具有针对性的应急安全疏散教育等活动提供借鉴。