某煤矿采空区对拟建铁路安全稳定影响浅析

为了解煤矿采空区对拟建铁路线的安全稳定影响,通过地质调绘、钻探和物探等多种勘测手段对淮南九龙岗煤矿采空区的规模、埋深及地面塌陷进行勘测。分析了区内地面塌陷机理及其影响范围,基本查明了采空区地下隐伏边界、地表沉陷移动边界和地表沉陷影响边界等。高密度电法探测及钻探验证、验算分析和现场核查等手段相互印证,较好的揭示了煤矿采空区的影响范围与拟建线路的关系,基本可以确定拟建铁路贯通煤矿采空区的方案安全可行。     

采空区地质勘察及对京沈客专稳定性影响评价

为了评价他拉皋煤矿采空区对京沈高铁DK429+000~DK430+500段稳定性影响,通过分析矿区地层岩性及地质构造,采取对采空区煤矿资料收集及调查、物理勘探、地质钻探验证等综合勘察方法,对采空区进行地质勘察并确定采空区边界,评价线路稳定性。同时采用铁路保护煤柱设计方法来确定安全边界,防止地表变形影响铁路行车安全。结果表明拟建线路位于他拉皋煤矿采空区安全围护范围以外165m,高铁可从拟定线位处安全通过。     

安家岭露天煤矿采空区上覆岩层安全厚度研究

针对安家岭露天煤矿井工采空区上覆岩层不稳定给露天开采带来的安全问题,采用数值模拟、数值计算、相似材料模拟等方法,研究了4#煤、9#煤采空区顶板安全厚度.结果表明:在露天采矿设备作用下,采空区顶板转角区域和中心围岩处发生剪切破坏;在汽车满载作用下,4#煤采空区跨度为3.5 m,顶板厚度为11 m时产生剪切破坏,9#煤采空区跨度为5 m,顶板厚度为14 m时产生剪切破坏.将数值计算、相似材料模拟结果与采空区特性结合,确定了安家岭露天煤矿采空区域4#煤、9#煤不同采空区跨度应预留的顶板安全厚度.     

基于空区结构效应的残矿开采作业环境安全辨识与协同利用

针对西部某矿山目前开采现状和大量遗留残矿的采空区结构特征,在采空区作业环境安全评价的基础上,提出协同利用空区空间的残矿开采模式,即采空区的空间直接利用作为采准过程的补偿空间和切割空间、加固处置协同利用的补偿空间、密闭封存安全保护、散体充填密闭处理和胶结充填应力环境再造等,并以R3空区作为实例提出空区协同利用的采矿方法和出矿等生产工艺.应用未确知测度理论,利用采空区结构效应的空区跨度(X1)、空区暴露面积(X2)、空区高度(X3)、空区埋深(X4)、矿柱尺寸布置(X5)5个参数,对西部某矿群空区下的残矿开采作业环境进行安全辨识和分级.研究结果表明:该方法对采空区群下残矿开采作业环境的安全评价简单可行,通过采空区的结构效应获得了残矿开采作业环境的安全分级辨识.     

采空区协同利用机制

采空区处理是预防与控制采空区灾害的重要组成部分,也是实现其周边资源安全开采的必要条件.从矿山工程系统合理布局出发,以采矿环境再造、协同论和内嵌式设计等理论与理念为指导,首次从协调资源开采的角度提出“协同利用”采空区处理新技术.探讨采空区协同利用的基本原则与基本模式,并对利用模式进行系统分类,研究采空区协同利用机制,并进行利用模式分类,探讨采空区协同利用机制.工程应用表明:新机制不仅处理空区隐患,而且实现隐患资源的安全开采,同时还大大降低空区处理成本,甚至达到零成本.研究成果可为空区隐患资源的安全开采提供技术支持.     

巷道高冒火区自燃火灾综合防治技术实践与分析

本文针对中煤平朔井工一矿19106工作面采空区火灾特点,采用以灌注大流量三相泡沫为主结合注水、灌注凝胶、风流调整、端头封堵等的综合防灭火技术对火区进行综合治理,使采空区火灾内CO气体浓度减低至安全标准以下,有效地扑灭了19106工作面采空区火灾,保证了19106工作面安全生产。研究结果可为煤矿采空区防灭火提供指导。     

大采空区覆岩破坏高度测控试验分析

确定采空区上覆岩层破坏高度,对"三下"煤层安全、高效开采具有重要意义。利用彩色钻孔电视系统对覆岩破坏高度、现场钻孔冲洗液漏失量和钻孔水位变化等进行观测与分析,摸清煤层开采后大采空区上覆岩层内垮落带和导水裂缝带的发育高度及其分布形态和特点。这对安全、高效开采和大采空区围岩稳定性有效控制和定量化预测预报提供依据。     

某高速铁路煤矿采空区综合勘察及稳定性评价

某高速铁路经过煤矿采空区附近,通过调查走访及收集资料、物探大地电磁测深、深孔勘探等手段相互印证,最终确定了采空区分布范围、开采深度、开采方式;根据岩移资料,选择合适的参数,按照开采面与煤层关系分析确定采空区移动盆地在线路上的影响范围,从而得出煤矿采空区塌陷不会影响高速铁路运营安全和稳定这一结论.     

大采空区覆岩破坏高度测控试验分析

确定采空区上覆岩层破坏高度，对“三下”煤层安全、高效开采具有重要意义。利用彩色钻孔电视系统对覆岩破坏高度、现场钻孔冲洗液漏失量和钻孔水位变化等进行观测与分析，摸清煤层开采后大采空区上覆岩层内垮落带和导水裂缝带的发育高度及其分布形态和特点。这对安全、高效开采和大采空区围岩稳定性有效控制和定量化预测预报提供依据。     

金属矿采空区精密探测与三维建模技术

传统的金属矿采空区探测方法只能开展对空区的二维探测,难以准确获取采空区三维空间形态、实际边界和体积大小,运用CMS空区精密探测系统及Surpac等数字化软件工具,在对柿竹园多金属矿的采空区进行现场探测的基础上,用探测数据建立采空区的可视化三维模型,获得采空区的三维空间形态、空间位置、实际边界,精确计算出采空区的体积和顶板面积,实现对采空区的三维精密探测,为矿山实施对空区的安全管理和控制、进行空区周边矿柱资源的有效回收提供参考.图6,表3,参10.     

蒙华铁路石膏矿采空区稳定性评价

研究目的:本文结合蒙华铁路石膏矿采空区工程地质勘察,通过对采空区工程地质勘察方法和稳定性评价方法的研究,探讨采空区稳定性及其对铁路工程的影响,为铁路建设的场地适宜性提供科学依据,为类似工程提供参考.研究结论:采空区工程地质勘察采用地质调绘、资料收集、调查访问、物探探测、机动钻探等相结合的综合勘探手段,查明线路沿线采空区的详细开采情况;并根据综合勘察成果,采用铁路工程保护矿柱的设计方法,确定安全边界范围,综合评价采空区的稳定性及其对铁路工程的影响.     

中国既有隧道下伏煤矿采空区问题研究现状及进展

随着国家交通建设的飞速发展,铁路、公路等线状工程中的隧道将不可避免地要穿越煤矿采空区.采空区上覆岩体的位移和变形直接影响既有隧道结构的整体稳定性,采空区沉降过大时,将导致隧道衬砌开裂、掉块、路面下沉,严重危及行车安全.现对目前隧道下伏煤矿采空区病害的研究进展进行综合评述,在回顾以往研究成果的基础上,对现有研究工作进行深...     

地下金属矿采空区稳定性监测分析

本文分析了赤峰市白音诺尔铅锌矿采空区的现状与地质概况,确定了采空区的重点监测区域和范围,建立了适合该矿特点的网络监测系统。通过对现场的仔细勘察制定了比较完善的监测设计方案。该方案可满足对采空区自动监测的要求,能够对采空区冒落以及地面沉降(或地表塌陷)等采空区引起的地质灾害进行有效的监测和预警,从而保证矿山的生产安全。     

浅埋煤层近距采空区危险性评价

在浅埋煤层含煤地系中有大部分煤层相距较近,上覆煤层开采完成后,存在大量上覆煤层开采后遗留的采空区,当下部煤层开采时,面临浅埋-近距-上覆采空区多重扰动影响,在开采过程中工作面顶板来压剧烈,且存在明显的动载现象,采动裂隙可直接沟通地表,易引起煤层自燃、地下水流失与地表植物死亡等安全与环境灾害,并对地面建筑、地面工程结构物的稳定造成严重危害.为保障矿井安全开采,对冯家塔煤矿进行了工程地质调查、地质雷达探测与采空区危险性评价,得出了上覆采空区结构形态及其对下覆煤层开采的影响,揭示了浅埋近距采空区影响下矿压显现规律和围岩破坏规律,建立基于浅埋-近距采空区影响下工作面稳定性评价方法和危险源识别系统,实现安全高效开采.     

复杂采空区三角网模型剖面轮廓线提取方法

 采空区是矿山安全生产面临的主要灾源之一,准确获取采空区剖面等信息是实施采空区灾害防治及空区周边资源安全开采的重要基础,而采空区三角网模型剖面轮廓线提取是采用可视化方法实现采空区剖面准确获取的前提。在分析目前常用的三角网模型剖面轮廓线提取方法（即最小距离法、扇形区域法和凸包算法）运用于提取边界复杂的采空区剖面轮廓线时存在缺陷的基础上,对传统的方法进行了改进,形成了适用于复杂边界采空区三角网模型剖面轮廓线的提取方法--凸包压入法。首先以垂直于任意坐标轴的平面剖切采空区三角网模型得到轮廓线的无序点集,提取无序点集的凸包线作为初始轮廓线,然后将包络于初始轮廓线内的点按张角最大的原则全部添加到轮廓线中,获得完整的剖面轮廓线,形成采空区剖面。实际应用表明,研究形成的算法能够快速有效地提取复杂采空区的剖面轮廓线,可准确获取复杂采空区剖面,具有很好的实用价值。     

三昌采石场复杂采空区群稳定性数值模拟研究

三昌采石场采空区具有规模大、数量多、空间关系复杂等特点,急需开展复杂采空区群稳定性课题的研究.在对采空区群及其开采环境现场调研的基础上,进行了现场点荷载试验与室内单轴抗拉、抗压强度实验,获得岩体力学参数.采用三维有限元方法对三昌采石场进行数值模拟,模拟结果表明:三昌采石场采空区稳定性偏低,部分空区顶板出现拉应力集中,有可能出现顶板冒落.根据分析结果,提出了相应安全对策,为矿山的安全生产起到指导作用.     

煤矿采空区场地工程建设适宜性分析

采用钻探探查、InSAR技术分析、剩余变形理论计算和荷载影响深度计算等方法,对煤矿采空区场地的覆岩特征、地表剩余变形对工程建设影响程度和工程荷载引起采空区活化程度进行了计算和分析.结果表明,该采空区导水裂隙带发育高度平均值为42.8 m,局部仍存在未完全塌陷的采空空洞;研究区地表变形已进入衰退期,当未进行大规模工程建设时,地表会一直保持稳定状态;当研究区堆载高度超过255 m后将引起采空区局部活化,随着堆载高度的进一步增加,采空区活化面积将进一步加大,当堆载高度至280 m时,将引起场地采空区的大面积活化.为保障工程建设和生产运营的安全,一般将对采空区采取灌浆充填等措施进行工程治理,经检测合格后方可进行工程建设.     

石膏矿采空区的控制与处理

分析了影响采空区安全的因素,在此基础上提出了保证采空区安全的有效方法.     

采空区多参数气-固耦合渗流模拟

针对由于采空区内非均匀孔隙介质的存在,造成采空区风流动态流动的复杂性,在渗流力学与气-固理论相结合的基础上,采用理论分析、软件模拟以及实例验证等方法,分析了采空区内孔隙度变化规律以及多参数渗流连续数学模型;基于高效的有限体积算法,进行了数值解算,并编制了模拟软件,研究结果表明:采空区内渗透率整体呈现"U型"筛分布,在进风口和回风口处最大,随着采空区深度的增加渗透率逐渐变小;压力呈"扇型"分布,在进风口处最大,随着向采空区延伸,压力变化逐渐趋近于零;采空区内渗流速度呈"弧型"分布,靠近工作面的区域漏风较强,随着向采空区延伸,漏风速度逐渐趋近于零;同时对模拟结果进行了三维和二维演示,使问题更清晰、直观明确,为辅助分析采空区瓦斯排放、自然发火、注氮灭火、大面积均压调压等诸多安全问题提供保障.     

采空区安全评价的理论与实践

采空区处理是我国普遍存在的采矿技术难题。未处理的大型采空区是大面积突然冒落的顶板冲击地压的隐患。定期实施采空区安全评价,是用空场法开采的地下矿山为了确保安全生产的必然选择之一。本文阐述了采空区安全评价理论,以实例说明了该理论的应用。借助该理论评价采空区及其相关工程的稳定性,技术可行、准确可靠且简便有效。