黄金矿山深井开采研究进展与发展趋势

详细阐述了黄金矿山深井开采国内外研究现状及所面临的技术难题,围绕采动岩石力学理论、岩体结构识别与岩体质量分级、矿山三维工程灾害建模、深部采矿设计方法研究、深部采场爆破落矿技术、采动地压调控、采动地压监测、自承载主动释压支护技术、深部采动对地表岩移影响、通风降温技术、智能开采技术、超深竖井建设等展开了详细的讨论与分析;对于黄金矿山非爆采矿机器人研制、采动岩石力学、深部采动地压灾害防控、深井降温技术、超深竖井建设、基于采动地压均衡的深部连续智能化开采技术等方面的未来发展趋势提出了展望,为黄金矿山深井开采的系统研究提供参考依据。

超深竖井爆破掘进围岩损伤规律数值模拟研究

为了分析爆破荷载作用下超深竖井围岩损伤演化规律,基于三山岛金矿西岭副井爆破施工实践,采用数值模拟的方法,基于ANSYS/LS-DYNA重启动技术,根据爆破设计方案,利用等效爆炸荷载方法,分别对四种地应力(15 MPa、30 MPa、45 MPa和60 MPa)和四种侧压系数(1.0、1.25、1.5和2.0)条件下超深竖井爆破掘进围岩损伤进行数值计算;分析竖井围岩损伤效应,研究地应力与侧压系数对竖井围岩损伤范围的影响。数值计算结果表明:随着地应力的增大,损伤区域受到明显抑制作用,地应力从15 MPa增加到60 MPa,损伤区域的半径从5.75 m减小到3.4 m;随着侧压系数的增大,爆破损伤区域体现出各向异性,损伤区域向较大地应力方向集中。研究成果为控制竖井围岩爆破损伤提供理论基础。

圆形超深竖井基坑逆作法施工全过程内外衬协同作用分析

依托上海某超深竖井基坑工程,对超深地下连续墙施工、开挖、内衬逆作等各施工阶段内外衬及地层变形规律进行理论与实测分析,得到主要结论如下:内外衬协同作用显著,随挖深增加,内外衬变形同步增长,而内力呈此消彼长的变化规律;圆形竖井结构的内外衬内力分担比与内外衬墙厚比接近,但与二者的刚度比相差较大,二者弯矩平均分担比趋向40%和60%;内衬对变形的约束作用随开挖深度而增强,其及时施作对超深竖井的变形控制具有关键影响。研究结果可为软土地区圆形超深竖井结构的设计与施工提供参考。

蓄能电站两级超深竖井施工技术研究

蓄能电站两级超深竖井施工技术研究,涉及复杂地质条件下的高效、安全施工关键技术。研究聚焦于开挖方法优化、安全支护体系构建、导孔精准控制以及安全保障措施的完善。以阳江抽水蓄能电站为例,通过采用先进的钻爆技术和支护材料,实现了竖井的快速开挖与稳定支护。同时,利用定向随钻纠偏测斜技术,确保了导孔的精准施工,优化竖井扩挖施工工艺流程。本研究为蓄能电站超深竖井施工提供了技术支持与安全保障,推动了工程建设的顺利进行。

下沉式竖井掘进工法在软土地区的应用研究

城市地区的深层地下管网建设产生了大量超深竖井建设需要,而传统施工技术难以同时满足超深竖井施工低影响、高效且节约的需求。为此,本文介绍了一种新型施工技术——下沉式竖井掘进工法(VSM),与沉井工法、地下连续墙围护开挖工法等传统施工方法相比,该工法具有施工速度快、环境友好、工程造价低等优点。通过对VSM工法特点的总结,探讨了基于该工法的超深竖井设计要点。该工法应用于软土地区时,应注意需要满足土体抗隆起稳定性及地基承载力要求。最后,介绍了上海软土地区首个采用VSM工法的超深竖井工程。对该竖井施工过程的监测结果表明,VSM工法在上海软土地区有较好的适用性,竖井开挖施工对周边环境的影响可满足上海地区环境保护等级为一级的基坑变形控制要求。

软硬交替地层超深竖井受力特性及合理分层开挖厚度探讨

某检修排水井尺寸规模大,开挖深度深,所处地层条件复杂,具软硬交替特征。为确保竖井深基坑开挖稳定性,提高施工效率,利用三维数值模拟软件FLAC3D对该超深竖井基坑开挖施工全过程进行仿真模拟,分析5种不同分层开挖厚度情况下超深竖井结构受力和变形特性。研究表明:1)地连墙的最大环向应力和最大水平位移均随分层开挖厚度的增加而增加,在软岩地层范围内出现应力和变形突增,在硬岩地层范围内出现应力和变形骤减;2)以无内衬开挖下地连墙最大环向应力和最大水平位移为参考标准,单层开挖厚度范围为3~4 m对地连墙位移具有很好的约束效果,建议实际工程中土层开挖及软岩开挖时采用3 m分层厚度,硬岩部分地层开挖时采用4 m分层厚度。

正井法在水利工程超深竖井施工中的应用

随着水利工程隧洞总里程的增长,高埋深隧洞也逐渐增多,施工竖井已成为特长高埋深隧洞缩短工期、降低工程成本的首选方案。正井法主要应用于特长高埋深隧洞竖井的施工,具有施工工程量小、成本低等特点。本文旨在基于新疆喀双输水隧洞工程竖井建设实例,对正井法的应用进行探讨和总结,以期对其他水利工程中大断面超深竖井的施工提供有益的借鉴和参考。

超深竖井封底混凝土浇筑温度效应研究

南京沉井式智能停车设施建设项目采用新型超深装配式竖井建造技术,依托该工程,采用理论分析及有限元计算方法,对超深竖井封底混凝土浇筑温度效应进行研究,探讨温度收缩对封底混凝土与竖井结构接触面的影响,并结合工程特点提出合理化的设计施工控制措施。结果表明:对于超深竖井结构,封底混凝土浇筑温度效应会引起水平收缩变形,进而影响封底混凝土与竖井结构接触面的咬合;采用理论计算封底混凝土浇筑因温度效应引起的水平收缩变形量与有限元计算所得结果基本一致,最大值相差约为8%;封底混凝土因温度效应引起的水平收缩变形会影响封底混凝土与竖井结构接触面的抗剪性能及防水性能,需采取控制措施。

软硬交替地层超深竖井围护结构受力和变形特性

研究区地层条件以“硬岩”(泥质粉砂岩、岩屑砂岩)与“软岩”(泥岩)互层为特征,形成了明显的软硬交替地层,使竖井的受力与变形尤为复杂。采用Flac3D数值模拟方法对竖井开挖施工全过程进行研究,详细分析了施工过程中圆形地连墙和内衬的受力及变形特性,结果表明:1)在基坑开挖过程中,当开挖深度高于或处于“硬岩”时,地连墙在该软硬分界面位置处产生反弯点,向坑外发生弯曲变形,而当坑内“硬岩”被挖除后,整体向坑内产生水平位移。2)地连墙的环向应力和水平位移变形规律为“E”型,地连墙的最大环向应力和水平位移总是集中在“软岩”深度范围内,而在“硬岩”深度范围内环向应力和水平位移最小;同时,地连墙的最大弯矩总是出现在软岩岩层交界面深度附近。3)内衬的环向应力和水平位移变形规律为“阶梯”型增长,但在“硬岩”深度处出现减小;内衬受坑内岩体隆起影响明显,最大弯矩总是出现在内衬底部,同时向坑外产生位移。

基于SAM工法的超深竖井水下封底关键技术

南京某竖井项目采用了机械掘进悬吊拼装竖井施工工法(SAM工法),基于该工艺的竖井,具有开挖深度深、须为水下封底形式的特点。文章计算了封底混凝土扩散半径及首封混凝土量,从清底、封底平台安装、导管选用、水下混凝土浇筑等环节出发,总结了封底流程及关键技术,以供参考。

基于超大超深立井的凿井井架结构选型与设计

立井凿井井架是立井井筒施工期间进行提升和悬吊施工设备而设立的特殊钢结构体。近年来,随着我国矿产资源开发建设的不断发展,矿井的开采深度超过2000 m、井筒直径超过10 m时,现有的凿井井架无法满足施工的需要。研究设计了超深凿井井架,能够满足凿井井筒净直径11 m、凿井深度2500 m的施工要求。为进一步完善超大超深井凿井井架的设计理论,提升深井凿井技术装备水平,利用互联网技术对凿井井架工作状态下杆件的应变进行实测,既可以进一步提升立井井筒施工的信息化水平,也确保了超深立井凿井施工的安全。

井筒式超深基坑混凝土内支撑拆除施工技术

随着地下空间的广泛应用,基坑向着“大”和“深”的方向发展,深基坑钢筋混凝土内支撑支护设计得到了广泛应用,且多处于城市中心的老城区及闹市区,周围建筑密集,施工现场综合环境复杂。以濮阳市老城区中医院内井筒式地下立体停车库超深基坑混凝土内支撑拆除为例,介绍了井筒式超深基坑混凝土内支撑采用盘扣式架结合绳锯切割拆除的施工技术。实践证明,通过采用该技术,在确保深基坑安全的同时,满足了工期要求,该技术成熟可行,取得了良好的效果。

基于高频探地雷达的服役期超深电力隧道工作井结构损伤检测方法研究

软土地区的超深电力隧道工作井承受着巨大的水土压力和荷载,同时面临着复杂的水土环境与电磁干扰等多重不利因素,采用常规巡查手段很难在早期发现工作井结构的损伤与病害,从而给工作井结构的正常服役和安全带来了极大的挑战。以上海杨树浦电厂越江隧道1号工作井为研究对象,采用同济大学自主研发的高频探地雷达对该结构长期存在的渗漏问题进行了全面细致的检查。通过对雷达数据进行去噪和解析,分析了结构病害的产生原因及后续的封堵和修复措施。研究结果表明,该高频探地雷达能够较好地捕捉到地下结构的脱空腔体与地下水分布情况,为后期的维修工作指明了方向,还可为今后类似的结构病害检测提供借鉴。

超深竖井整体施工关键技术

竖井施工属于立面作业,施工难度较大,安全风险非常高。水电工程竖井深度大多在200m以内,200~300m施工较为困难,超过300m一般要设支洞分段施工,部份深竖井由于受地形等限制,现场施工很难进行分段实施,只能采取整体施工方案,属于超深竖井施工的范筹。超深竖井需解决的几个关键技术问题:出渣通道,人员、物料运输、混凝土输送以及渗水处理、除雾等。

四象限高压变频器在亚洲第一深立井上的应用

本文介绍了新风光电子科技股份有限公司生产的四象限高压变频器在亚洲第一深立井提升机上的应用情况,通过变频主从控制,提高了矿井绞车的控制水平,达到了节能降耗的目的。

超深厚表土层特殊凿井技术探究

为了开发超深厚土层下的固体矿物资源,以2000m深厚表土层建井为工程背景,通过总结深厚土层中井筒建设成果,并参考深土层井筒施工经验与理论研究,对冻结法、钻井法及混凝土帷幕法等特殊凿井法进行了可行性分析。研究表明:在本工程背景下,使用单一的冻结法或使用单一的钻井法作为建井技术尚不成熟且实现难度较大;而采用冻结-帷幕凿井工艺具有一定的可行性。由于深井建设面临“高地应力、高地温、高水压”问题,为确保工程安全性,提出了冻结-帷幕凿井法,为后续超深厚土层凿井方法的选取提供了方向性的参考。

软土地区超深圆形竖井的坑底隆起特性与机制

依托上海某超深圆形竖井工程,收集了施工期坑底土体隆起的实测数据,总结了坑底土体隆起的竖向分布模式、演变规律和主要影响因素;建立并验证了轴对称数值模型,探讨了开挖卸荷、降水、地下连续墙和土体力学特性对坑底土体隆起的影响规律,探明了坑底土体的隆起机制。土体隆起是开挖卸荷、降水和地下连续墙约束作用下土体力学响应的综合结果,其中开挖卸荷和墙体挤压会引起隆起,降水和墙体的负摩阻力会抑制隆起。开挖卸荷存在主要影响深度,卸荷回弹主导了该深度范围内土体的隆起,而土体剪切变形则控制了该深度范围外的土体隆起。土体流变以及负孔隙水压的消散共同导致了土体隆起的时间依赖性。软土地区小直径超深竖井的坑底隆起沿深度方向减小近似线性,最大值位于开挖面中心处;土体隆起随开挖先缓慢增加后近似线性快速增大,而在非开挖阶段,土体隆起随时间有缓慢增大趋势。

超深风井基坑开挖关键技术与风险应对

依托某40m超深竖井基坑,对基坑开挖存在的地质条件差、土方开挖困难、基坑变形和渗漏水控制要求高、超深超厚地下连续墙施工质量控制难等挑战开展了技术研究,总结和提出了软弱土层受限空间开挖技术、软弱土层开挖变形控制及渗漏水控制技术以及超深超厚地下连续墙施工技术。与类似地区工程案例调研发现,河漫滩地区基坑开挖围护结构最大侧移的平均值在1.3%的基坑挖深,略低于本项目1.4%的变形控制值,因此,强化开挖过程控制和辅以信息化施工是保障项目顺利实施的关键。研究成果可为类似工程提供一定技术支撑。

超深竖井衬砌混凝土施工技术与配合比试验研究

巴基斯坦N-J水电站调压竖井衬砌后直径9.5 m,井身总衬砌高度为353 m。衬砌混凝土通过直溜管+缓降器垂直运输方式采用滑模浇筑施工。根据施工技术要求以及工程配合比设计经验,在室内设计不同凝结时间、不同坍落度的初步配合比,再通过现场生产性试验确定满足施工的最终配合比。

复杂地质条件下超深冻结立井井筒快速施工关键技术研究

针对深大立井井筒断面大、粘土层深厚、地质条件不稳定等问题,以山能集团新巨龙公司东副立井井筒施工为研究对象,采用冻结法施工,通过井筒冻结设计、监测,井筒机械化配置及工艺研究,井筒信息化施工技术,高标号混凝土管控技术等措施,大大加速了冻结表土段掘砌施工。