煤矿岩爆发生的成因、规律及其防治

本文是在对我国许多煤矿进行大量调查的基础上,对煤矿自然地质条件、开采技术条件与岩(煤)爆发生的关系进行了分析,探讨了煤矿岩(煤)爆发生的成因规律,主要包括煤的物理力学性质、地质构造和开采技术条件等.简述了岩(煤)爆发生的物理过程.最后介绍了我国目前常用的几种防治办法.     

小秦岭井巷工程岩爆控制试验

 有岩爆倾向岩石遇到较高的支承压力时常发生岩爆.为了控制岩爆,依据支承压力分布规律,借助钻孔受压变形释放部分集中应力,并借助爆破震动引起支承压力峰值向岩体深部转移而增加减压区的承载能力.现场爆破试验得到了巷道、马头门和竖井掘进的岩爆控制施工参数及防范卡钻的措施.试验表明：超深钻孔与掘进进尺的比例达到2~3时可成功控制掘进端面的岩爆,呈三角形布置超深钻孔可成功控制巷道、马头门及竖井掘进的端面岩爆,间隔1.5~2.5m布置深2.0~3.0m的震动炮孔可以成功控制巷道帮墙或竖井井壁的岩爆,光面爆破或台阶光面爆破成巷并临时锚杆支护码头门能避免冒顶或片帮.     

露天矿山石材开采岩爆分析

针对露天矿山石材开采岩爆研究不足问题,分别从矿物成分、力学性质及热应力等方面分析了五莲石材岩爆机理,结果表明:五莲石材是中粗粒结构,比细粒结构的石材强度低,同等情况下,五莲石材更易发生破坏;五莲石材具有强烈的岩爆倾向性,其抗拉强度很低,极易发生劈裂岩爆,这是五莲石材岩爆的重要内因.夏季露天开采石材本身受热温度较高,同时受光照、环境、开采工艺等影响导致其温差变化也较大,将产生较大的热应力;当石材内部各点的热应力超过其抗拉强度时将导致石材内部产生热破裂,进而诱发石材岩爆,同等情况下,短时局部温度变化对石材的影响很大,极易导致石材发生岩爆破坏,这是五莲石材岩爆的重要外因.     

基于FAT-LPC法的深部开采岩爆风险分析

针对深部岩体开采中岩爆日益频发的现象,从岩爆事故发生的现实生产角度提出运用FAT-LPC法对深部开采岩爆事故可能发生的整个过程进行系统分析,分别利用FAT法和改进LEC法(即LPC法)依次递进对所有影响因素和主要因素进行定性、定量分析,综合找出诱发岩爆发生的最主要原因,并提出相应的预防措施,为实际深部开采防治岩爆发生提供一定的科学依据.     

大断层条件下开采技术研究与应用

针对石壕煤矿煤层地质条件复杂,断层发育,特别是南区上部水平受FA49逆断层及羊叉滩背斜轴的影响,造成6#煤层解放层开采因断层落差过大,岩石硬度大而无法正常开采的难题。基于对6#煤层顶底板岩性的分析,合理选择开采层位,调整采面控制,实现了大断层条件下开采,解决了矿井接替紧张的难题。     

深部开采岩爆预测的神经网络方法

岩爆是深部高地应力岩石地下工程中的一种常见灾害,其影响因素之间存在着极其复杂的非线性关系。在综合分析基础上,选取开采深度、围岩最大切向应力与岩石单轴抗压强度比值、岩石单轴抗压强度和抗拉强度比值、岩石冲击性倾向指数作为岩爆预测的评判指标。应用人工神经网络方法,建立了岩爆预测的计算模型,利用国内外一些深部开采、岩石地下工程资料作为学习样本和测试样本对模型进行训练。该模型成功应用于某矿巷道的岩爆预测,预测结果与实际情况一致,此研究为深部开采岩爆预测提供了新的途径。     

灵宝县豫灵镇万米平洞岩爆控制试验

  豫灵镇10000m深平洞,在埋深超过800m、巷道穿越灰白色大理岩或灰岩时常发生岩爆事故。为了控制岩爆,依据巷道地压分布规律,借助爆破震动,引起巷道两帮和端面前方的应力峰值向岩体深部转移,释放部分集中应力,增强减压区的承载能力。本文通过现场最大超深比、最小超深比与最多超深孔数、最少超深孔数的正交爆破试验,得出呈三角形布置3个超深达到掘进循环进尺1.2~2倍的辅助眼可成功控制3400mm×3000mm巷道端面的岩爆。在巷道腰墙处离底面1.8~2.0m沿走向每间隔1.0、1.5、2.0m分别布置深2.0m的震动炮眼。试验表明,沿走向间隔不大于2.0m布置震动炮眼,可成功控制巷道两帮岩爆;如果震动炮眼间距偏小,可能在帮墙上产生爆破震动裂纹。     

深井开采岩爆预测与防控措施研究

选取某矿山深部岩体进行试验,利用岩爆危险性判据评价岩爆的倾向性,并分析岩爆试验特征. 结果表明： 含铜磁铁矿具有中等岩爆倾向,其它岩石无岩爆倾向;岩爆倾向性与岩石强度有关,同一岩性岩体,强度越大,弹性能指数越高,岩爆倾向越明显;动态破坏时间与强度无明显相关关系. 针对矿山开采情况,提出岩爆防治措施,以降低岩爆发生的可能性,提高井下作业安全.     

二道沟金矿采场岩爆控制试验

二道沟金矿三条急倾斜极薄矿脉平行产出,应用浅孔留矿法与削壁充填法开采,随着采深增大,岩爆现象逐渐增加,严重影响采矿生产的正常进行.从调查分析岩爆采场入手,总结出二道沟金矿岩爆发生的三大必要条件,即岩体受高应力作用、应变能的高度积蓄与其突然释放,揭示出上盘楔形体的附加应力是引起高应力的主要原因,提出了卸压控制采场岩爆的技术方案,并在现场进行了工业试验,取得了显著的卸压效果,使岩爆采场得到了正常开采.     

隧道施工期岩爆超前地质预报方法探讨

为解决硬质岩隧道高地应力环境下岩爆预测方法少,预测准确度不高的难题,本文通过分析隧道勘察期地应力和施工期岩爆特征,基于沟谷型岩爆首次提出TSP物性参数预测岩爆段落的方法,并形成了一套岩爆分析的全序列预测体系(岩爆环境分析、物探长距离预测、微震监测近距离预警、现场观听),可远、中、近有层次预测岩爆风险。研究成果表明：(1)小于500 m埋深的沟谷型岩爆有沿洞轴向呈“链式”发生的特点,深埋大于800 m的深埋型岩爆具有一定离散性。(2)满足动态弹性模量>70 GPa,静态弹性模量>60 GPa,密度>2 800 kg/m³,泊松比<0.25,横波波速v_S>3 200 m/s,纵波波速v_P>5 500 m/s,发生岩爆可能性更高;(3)掌子面炮孔钻进明显缓慢,少量有堵孔现象,爆落有效进尺小于炮孔深度,人耳偶尔可听到围岩表层有爆裂声,声响剧烈且持续时间长,发生岩爆风险更高;本文研究成果和手段可为类似高地应力环境下岩爆预测和防控提供参考,具有推广意义。     

南桐矿区岩爆实用防治技术研究

在现场实践基础上，揭示了南桐矿区岩爆发生的某些规律，研究总结了岩爆实用防治技术措施。     

无间柱连续采矿的岩石力学优化

金属矿山实现采矿连续工艺已成为采矿技术发展的大趋势,无间柱连续采矿是井下高阶段、一步骤回采的高效采矿技术．作者在阐明无间柱连续采矿技术思路和优点的基础上,采用有限元数值模拟法,对地下金属矿山阶段开采留间柱和不留间柱以及不同回采顺序的地压规律进行多方案分析和比较,为无间柱连续采矿的应用提供了理论依据．     

遭受动力压缩时岩石性质的研究

研究岩石受动力载荷时的力学特性对查明矿山岩体中的动力现象有重要意义。本文应用改进型“霍普金松”测杆研究了遭受动力压缩时岩石的特性,研究结果用微型计算机进行处理。本文还讨论了岩石遭受单轴压缩冲击试验时的有关能量指标。     

水采矿压控制机理的有限元研究

本文利用有限元计算机模拟研究了水采采场周围的应力分布规律,着重探讨了顶板在煤体上方断裂前后的支承压力分布和不同的枪眼位置时的支承压力分布规律。研究结果表明,在塑性区掘进回采巷道引起的应力转移比在高应力的弹性区掘进回采巷道引起的应力转移要小得多,减轻水采矿压显现的关键是在低应力区掘进回采巷道和实行区段间交替回采。     

急斜煤层矿压显现规律的研究

本文简述了国内外急斜煤层矿压研究的概况;介绍了对4个急斜煤层长壁工作面进行矿压观测所获得的结果及规律;为配合理论研究在实验室作了相似材料模拟、计算机摸拟;简述了对急斜煤层开采后围岩运动及破断规律研究所建立的两种假说。     

运用价值工程理论选择回采工艺方式的探讨

本文运用价值工程理论．以木冲沟矿１１￣＃煤层为例进行了回采工艺方式选择的探讨。     

矿浆溶液体系对孔雀石浮选的影响

纯矿物浮选试验结果表明：在直接浮选及硫化浮选中．硫酸铵均可成功地用作孔雀石浮选的活化剂。从浮选溶液化学角度研究了铵盐在氧化铜矿浮选中的机理。     

框架式大跨度矿房开采技术

新桥硫铁矿采用两步回采的分段空场嗣后充填法,回采其呈框架式布置的矿柱、矿房,由于矿房跨度大大超过矿柱宽度,且矿柱充填质量较差,使第二步矿房回采难度加大．在矿房回采试验中,作者根据数值分析结果,采用了分区爆破、最后暴露充填体的开采技术,使大跨度矿房回采获得了成功,取得了显著的经济效益,也为类似条件矿山的开采提供了经验．     

模糊数学在煤与瓦斯突出预测中的应用

本文应用模糊数学方法,结合南桐矿务局砚石台煤矿的具体情况,对该矿煤与瓦斯突出的预测进行了多级模糊综合评判。其评判结果与该矿的实际情况吻合,表明了模糊论方法学在煤与瓦斯突出预测中的应用是可行的。本文所得结果对该矿煤与瓦斯突出的预测及防治措施的研究都具有参考价值。图1,表5,参5。