矿用锚索腐蚀程度对其力学性能影响特征数值模拟研究

由高强度低松弛预紧力钢绞线制成的矿用锚索与树脂胶结合可提供强大预应力,加固巷道围岩和顶板破碎煤层,但在顶板淋水条件下,锚索自由段相比锚固段更易发生材料腐蚀致断裂失效显现。通过理论分析明晰了受腐蚀锚索自由段在拉伸作用下裂纹扩展致断裂机制,结合实验室试验与数值模拟探寻了矿用锚索在高矿化度矿井水淋水环境下腐蚀断裂特征,及蚀坑深度、表面腐蚀率与锚索自由段延伸率、极限载荷的相关性。研究结果表明:锚索自由段在拉伸作用下受环境因素影响表面产生蚀坑后,在蚀坑尖端出现应力集中,并衍生呈裂纹扩展致脆性断裂,其延伸率与蚀坑深度成负相关;锚索极限载荷降低的主要影响因素为腐蚀率,其与腐蚀率成负相关;锚索自由段腐蚀程度为30%,表面蚀坑深度小于0.5 mm时, 19股结构锚索承载力优于相同直径的7股锚索;蚀坑深度大于0.5 mm时, 7股结构锚索承载力实现反超。

露天矿地下水控制技术及对边坡稳定性的影响

我国富水露天矿多且涌水量大,若矿山地下水或边坡处治不当,将面临着“水患难止、边坡难固、有矿难采”的窘境。为解决露天矿遇到的水患和边坡失稳的问题,基于我国露天矿先后发展的垂直疏水孔、水平疏水孔、坑下大口径疏水孔和井群疏水等抽排方式,坑底泄水巷、基坑降水和辐射井疏干等疏放方式以及钻孔注浆帷幕、地下混凝土连续墙帷幕、钻孔咬合桩帷幕、防渗膜帷幕等截水帷幕和地层回灌水帷幕等多种地下水控制技术;开展了不同露天矿地下水控制技术对地下水位、端帮边坡岩土体力学性质变化、坡体应力变化和边坡稳定性系数影响的研究,分析了截水帷幕作用下地下水位抬升与边坡稳定性变化规律。研究结果表明:通过抽排方式、疏放方式将露天矿山地下水疏干或疏降可有效降低地下水位,减少边坡岩土体含水率,提高边坡岩土体黏聚力和内摩擦角,减小坡体的静水压力和水平推力,整体提高边坡稳定性系数,但大量疏排地下水又造成水资源的浪费和污染;截水帷幕能够解决疏排降水造成的地下水位下降幅度太大、疏排水量巨大、水资源浪费和污染的问题;在截水帷幕作用下,露天矿截水帷幕外侧水位不断抬升,引起截水帷幕外侧边坡岩土体含水率增加、黏聚力和内摩擦角减小、坡体的静水压力和水平推力增大,而截水帷幕内侧边坡岩土体含水率减小、黏聚力和内摩擦角增大、坡体的静水压力和水平推力减小,从而引起露天矿边坡稳定性系数略有降低;通过截水帷幕可以控制露天矿边坡地下水位,进而保持边坡岩土体力学参数在合理范围,维持边坡稳定性系数在安全区间,实现露天矿地下水资源保护与边坡安全的平衡。

安徽省凤阳县江山-大王府金铅锌矿矿坑涌水量预测

本文以安徽省凤阳县江山-大王府金铅锌矿为例详细介绍了矿区概况、矿体特征、水文地质条件、并运用大井法、廊道法两种方法对矿坑涌水量进行预测计算,明确了方法的选择、适用条件等。通过两种方法预测计算对比,分析了误差原因。对以后实际工作中计算矿坑涌水量起到一定的参考作用。

矿坑湖健康评价与对策分析——以茂名市好心湖为例

为了解典型矿坑湖的健康状况,以茂名市好心湖为研究对象,构建了“盆”“水”、生物、社会服务功能4个准则层共计19项指标的健康评价指标体系,通过资料收集及现场调查,开展健康评价。评价结果显示,该矿坑湖为二类河湖,处于健康状态。针对矿坑湖水体呈酸性、水生动物物种多样差、水生植物覆盖率偏低及局部岸坡欠稳定等主要健康问题,提出了相应治理对策,可为矿坑湖生态治理与恢复提供参考借鉴。

采用异步指纹图联合上界预测法对地下矿坑涌水进行溯源及预测

地下矿坑水来源复杂,难于准确溯源及预测,易造成安全事故。为了对矿坑涌水准确溯源和水量预测,根据矿坑涌水来源不同时与大气降水之间的关系差异,在指纹图法中考虑异步因素首创出异步指纹图法。利用异步指纹图法对大气降水与矿坑涌水之间的影响时间滞后特性进行对比分析,以对矿坑涌水进行准确溯源;又根据矿坑涌水的前期波动特征,提取出其上界数据,利用上界包络预测对矿坑涌水的最大涌水量进行了分析预测。经某铝土矿山实例分析,异步指纹图法确定矿山矿坑涌水来源于大气降水,大气降水5天后影响矿坑涌水;上界包络预测矿山矿坑最大涌水量为10218 m3/d。据此对矿山设计了针对性的截流排水措施后,突水事故数减少了68%,水害经济损失减少了91%。说明异步指纹图联合上界包络预测能够准确地溯源和预测矿坑涌水。

闭坑矿井水影响下喀斯特河流污染特征演化及水质评价

闭坑矿井水汇入河流会对河流的水生态环境产生较为严重的影响。以贵阳市受闭坑矿井水污染的喀斯特地貌河流为研究对象,分析河流的污染特征并评价其水质。结果表明:闭坑矿井水汇入喀斯特地貌地表河流后,水体SO_(4)^(2-)、Fe等酸性闭坑矿井水特征污染物含量升高;研究区河流除了受闭坑矿井水污染外,还有其他污染水体汇入,主要为当地居民生活污水、农业灌溉排水。研究区水质指数(WQI)、重金属污染指数(HPI)、重金属污染评价指数整体变化趋势相同;河流源头处水质级别为优,闭坑矿井水汇入后,水质变为差、较差,经地表水、地下水汇入补给以及河流自净,水质级别变为好。

辽宁胡家庙子铁矿水文地质条件分析及涌水量预测

胡家庙子铁矿开采历史悠久,形成了3个露天采坑。随着采坑深度不断增大,目前坑底开采境界已无法满足矿山生产需求,需对露天采坑进行合并,以扩大开采范围。现状条件下,矿区水文地质勘查程度难以满足矿山建设及开采设计要求,为保障矿山可持续发展及矿床整体科学开发,需进一步查明矿床水文地质条件。通过水文地质调查、钻探及抽水试验等工作手段,详细查明了矿区各类岩层的分布和充水含水层的基本特征以及地下水补径排条件,充分分析矿床充水因素,并进行了矿坑涌水量预测,综合确定矿区勘查类型为第二类以裂隙含水层充水为主的矿床,水文地质条件复杂程度为中等。

红沙泉一号露天煤矿采场涌水量分析及预测

红沙泉一号露天煤矿勘探阶段使用大井法和平均降雨量法预测露天采场涌水量,与实测涌水量偏差较大。根据矿田水文地质条件,以及露天采场涌水量构成与变化规律,结合煤矿开采程度,进行偏差分析。结果表明,采用的年平均降雨量值为较大范围年平均降雨平均值,导致涌水量预测结果偏大,而选用水文地质比拟法预测未来3年采场涌水量,误差较小。预测结果为红沙泉一号露天煤矿防治水工作提供了重要参考依据,能够更好地指导安全生产。

露天矿矿坑水处理技术研究

针对露天矿矿坑水悬浮物高、水质水量受环境影响较大以及项目地地质情况等特点,通过对比分析选出适用于本项目水质特点的处理工艺,即“辐流式预沉调节池+重介速沉水处理设备+V型滤池”工艺。该项目实施后,彻底解决了矿坑水处理稳定性,消除了水质水量波动对处理系统的冲击,同时扩大了系统的处理水量,减少了药剂损耗量,为矿区矿坑水处理提供了良好的支撑。

露采矿山溜井工程防治水技术研究——以安徽贵池神山灰岩矿2#溜井防治水工程为例

为有效防治安徽省贵池区神山灰岩矿2#溜井井壁长期涌水,在查明矿山溜井壁后岩溶水文地质条件的基础上,结合目前防治水技术的最新研究成果,提出了一种疏水井+排水廊道+引水孔+井壁涌水点封堵的防治水方法,经实践表明,这种方法能有效疏排溜井井壁后的岩溶水,防止井壁长期涌水,为类似矿山溜井防治水工程提供参考。

肃南县上白土湾子铁矿水文地质特征分析

上白土湾子铁矿位于肃南裕固族自治县(简称肃南县),地处祁连山中西部,属温带大陆性气候区。矿床主要充水来源为顶、底板基岩裂隙水及构造破碎带裂隙水,水量贫乏,水文地质条件和水文地质勘探类型均属简单型。本文结合矿区水文地质条件,预测矿坑涌水量,然后提出矿坑涌水防治建议,以期为矿区生产提供基础保障。

露天矿矿井水处理工艺中污泥脱水问题及对策研究

以某露天煤矿矿井水车间污泥脱水问题为例,根据混凝沉淀正交加药实验结果,分析在不同PAC和PAM加药量下上清液浊度和沉降时间的关系;根据污泥比阻公式分析得出,污泥浓度从3%分别提高到5%和10%时,污泥比阻降低43.2%和75.7%;通过加药实验建立污泥调理加药的回归方程指导加药;在前人研究的压滤公式中建立压滤时间与含固率关系方程,可以通过单一时间变量预测泥饼含水率,为指导设计和现场工作提供了思路。

半航空瞬变电磁数据处理与解释在贺斯格乌拉露天煤矿水灾害勘探中的应用

为减少地下涌水对煤矿开采的影响,确保内蒙古自治区锡林郭勒盟贺斯格乌拉露天煤矿安全开采,笔者采用半航空瞬变电磁法对该煤矿进行地下水勘探。通过Occam反演获得地下低阻电性异常的分布情况,并与核磁和钻孔结果进行对比,得出以下主要结论:①第四纪松散岩类含水砂层相对高阻,白垩纪大磨拐河组碎屑岩类孔隙裂隙含水层及煤层表现为低电阻,完整的大磨拐河组地层表现为相对高阻;②测区地下水渗流通道主要分布在白垩纪地层碎屑岩类孔隙裂隙水含水层中;③地下富水区域主要集中在标高840~880 m这一范围内,随着深度变深,富水区域面积逐渐变小。

沟谷地貌层状基岩裂隙水系统下露天矿防排水研究

对沟谷地貌层状基岩裂隙水系统下的露天矿充水因素及通道进行研究分析;构建模拟水流数学模型从而进行水文地质参数分区,对模型进行识别和验证后进行了涌水量预测;计算了矿坑汇水量与排水量,并提出防排水思路;利用多公式反复论证计算洪峰流量,提出了防洪方案、工程建设内容和其他防洪措施。

云南石屏县法乌铜多金属矿区法乌铅锌矿涌水量预测

云南省石屏县法乌铜多金属矿区位于石屏县城北西方向,矿区隶属云南省石屏县龙武镇所辖。其中法乌铅锌矿位于该矿区中南部。在对矿区水文地质特征与矿坑充水因素分析基础上,采用比拟法与裘布依理论式进行矿坑涌水量计算预测。结果表明:法乌铅锌矿矿区水文地质单元面积为28.67 km^(2),地下水形成分布主要受区域性深大断裂建水-石屏断裂带控制。矿区地层划分为第四系冲洪积、残坡积孔隙含水层、裂隙岩溶综合含水层和花岗岩风化裂隙含水层,矿坑充水因素主要为大气降水和地表水;以1522~1246m标高为界,采用裘布依理论式计算法预测矿坑涌水量为630 m^(3)/d,与采用PD91坑道排水量资料比拟法计算的576 m^(3)/d结果相对接近,说明边界条件及参数取值较为合理,计算结果可信;在未来矿区建设生产中,要做好矿坑涌水量的动态监测,对有积水的区域要做好排水工作。

露天矿含水间隔装药的爆破抑尘效果研究

钻爆工序在整个露天矿生产环节中产生的粉尘量比重最大,为了从源头降低爆破作业产生的粉尘量,通过研究爆破粉尘的产生机理及粉尘的粒径分布和逸散规律,并结合含水条件下炮孔应力变化理论,探讨水间隔爆破的抑尘效果。以某露天矿为背景,合理地建立试验及监测方案,设置4个不同装药结构的爆区,爆破后监测不同时间、不同中心距离下的粉尘浓度变化,根据污染点源扩散方程分析数据,对比含水、无水情况下及含水条件下不同装药结构的抑尘效果。结果表明,含有间隔水柱的炮孔爆区产生的粉尘浓度比干炮孔爆区平均降低了约50%,其中水柱位于炮孔顶部和底部时,降尘效果最为明显,粉尘强度约为干炮孔的57%。

废弃露天矿山生态环境污染修复技术分析

本文围绕废弃露天矿山生态环境污染修复技术进行了深入研究。通过对矿山废弃地的土壤、水体和植被等关键要素的分析,探讨了土壤修复、水体净化和植被恢复等核心修复技术的原理、应用及效果。同时,结合当前的技术发展和社会需求,提出了修复技术的实施策略和保障措施,包括综合规划、因地制宜、循序渐进、多元投入等方面。本文旨在为废弃露天矿山生态环境修复提供理论支持和实践指导,推动矿山生态环境的改善和可持续发展。

Landslide forecasting based on hydrological process simulation for a dump slope in an open mining pit

There are concerns about the safety issues of dump slope in the open-cast mining pit because of the risk of catastrophic destruction caused by slope failures that are related to several factors, such as atmospheric conditions(especially precipitation), vegetation and some others. The aim of this study is to investigate the hydrological regime in a dump slope and the influence of the saturation degree on the stability of dump slopes with consideration of precipitation and vegetation using the program of PCSiWaPro~?. Based on the hydrological simulation conducted through PCSiWaPro~?, the calculation of the Factor of Safety(Fs) in the dump slope using Geo-slope Software was improved with further consideration of soil-water weight in the unsaturated dump slope and the influence of water content on the variation of soil property parameters(e.g. cohesion).

尖山磷矿采坑积水勘查及治理研究

尖山磷矿地下水位标高1 910 m,现已经开采至地下水位之下,采坑涌水量较大,随着开采深度的增加,采坑积水或将威胁整个矿区的安全生产。对采坑积水情况进行现场勘查后,对矿区水文地质情况进行了分析,确定了矿区边界条件和充水因素,设计出合理的治理方案,提出了尖山磷矿采坑“疏、截、排、堵”的综合治水方案,且能满足综合考虑安全环保、治水效果达标和节约防治水费用原则,对其他类似矿坑积水治理具有一定的参考价值。

辽宁抚顺西露天煤矿涌水研究

利用水文地质钻探、同位素技术、水位统测等方法,分析西露天矿涌水来源,评价各来源对西露天矿涌水的补给量,为西露天矿地质灾害评估和矿坑规划利用提供科学依据.结果表明:西露天矿坑是区域地下水汇集区,周边地下水向矿坑内径流.周边地区进入西露天矿的总水量为2477.8×10^(4)m^(3)/a,来源主要为浑河通过北帮第四系含水层的侧向补给和大气降水补给.其中北帮浑河侧向补给的涌水量约1115.7×10^(4)m^(3)/a,约占45.0%,大气降水直接降入矿坑水量约997.8×10^(4)m^(3)/a,约占40.3%.古城子河通过西露天矿西帮侧向补给矿坑的水量约177.9×10^(4)m^(3)/a;地下水通过西露天矿南帮杨柏河、刘山河古河道等地段侧向径流补给的水量约186.4×10^(4)m^(3)/a;东帮在东露天矿影响下接近疏干.