深部开采安全机理及灾害防控现状与态势分析

近年来,深部开采安全机理与灾害防控领域已取得一定的研究成果,但基于现行理论与技术还难以全面解决未来深部采矿过程面临的防灾减灾问题,至今尚未建立起完善的深部开采灾变与防控研究体系.本文开展了对深部开采灾害研究领域的文献调研和问题探讨,总结有关深部地应力场测量与分布规律、深部岩体力学与耦合损伤机理、深部动力灾害机理与预报、深部突水灾害机理与预警以及深部开采围岩变形机理与防控等方面的研究成果,进而分析当前研究的不足,凝练出深部开采诱发灾害研究领域亟待解决的关键问题,并就未来超深开采灾害研究态势予以分析.     

矿山岩体力学及工程的研究进展与展望

文章针对采矿工程的实际问题，综述了矿山岩体力学理论与应用的研究进展，主要内容包括矿山岩体力学的损伤研究与应用、矿山岩体力学的分形研究与应用和矿山岩体力学损伤与分形研究的工程应用；讨论了矿山岩体力学今后的研究方向，即深部开采带来的工程灾害防治、开采方法选择的科学问题与关键技术措施。     

不同采深地表移动变形规律的模拟研究

矿产资源从浅部开始开采,矿产的开采深度必然要随着浅部矿产资源的减少而逐渐增加,资源的开采由浅部开采在向深部开采发展,深部开采工程也将成为未来发展的必然趋势。深部开采及引发的一系列工程灾害问题将是世界上大多数主要采煤国家目前或将要面临的首要问题。本文利用FLAC数值模拟软件,根据矿山开采沉陷学,研究了不同开采深度与开采引起的岩层以及与地表移动变化规律之间的关系。通过研究,得出了在不同开采深度影响下,开采岩层垂直应力场的分布规律及地表的移动变形规律。     

深井高应力综放沿空掘巷围岩控制技术

随着矿井开采向深部延伸,工程地质环境日趋复杂,使得深部煤巷支护愈加困难,为了更好地解决深部综放沿空掘巷的支护问题,在地应力测试和岩石力学试验的基础上,分析了深部综放沿空掘巷变形机理,并针对其破坏特征,通过数值计算、理论与工程类比相结合的研究方法,确定了掘巷留设窄煤柱的合理宽度、支护方案和参数,工程应用效果表明,这种综合...     

“矿山灾害预防与控制”研究专栏征稿

<正>征稿范围:矿山岩层控制煤炭科学开采理论、方法与技术采动岩体力学安全监测监控与信息化资源规划与绿色开采井下充填开采矿井瓦斯与火灾治理现代化矿井生产技术矿山震动与冲击地压瓦斯的抽采与利用欢迎相关领域专家学者和工程技术人员踊跃投稿,来稿请注明"矿山灾害预防与控制"专栏。稿件通过     

阿舍勒铜矿开采地压风险控制与综合防治研究

针对金属矿山深度增加使得深部开采所面临的力学环境日益复杂的问题，以阿舍勒铜矿为背景开展深部开采地压灾害风险评估研究，揭示巷道围岩破坏风险分布与深部地压演化规律之间的内在联系.基于综合评估结果提出适用于阿舍勒铜矿深部地压演化规律的新型支护方案，确定适用于阿舍勒铜矿深部中段采场的最优回采顺序.综合上述3阶段研究成果，最终形成阿舍勒铜矿深部开采地压灾害防控技术.     

“矿山灾害预防与控制”研究专栏征稿

正征稿范围:矿山岩层控制采动岩体力学资源规划与绿色开采矿井瓦斯与火灾治理矿山震动与冲击地压煤炭科学开采理论、方法与技术安全监测监控与信息化井下充填开采现代化矿井生产技术瓦斯的抽采与利用欢迎相关领域专家学者和工程技术人员踊跃投稿,来稿请注明"矿山灾害预防与控制"专栏。稿件通过专家评审后优先发表,优稿优酬。     

“矿山灾害预防与控制”研究专栏征稿

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“矿山灾害预防与控制”研究专栏征稿

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邢台显德汪煤矿瓦斯地质分析及瓦斯预测

分析了矿井瓦斯赋存规律，研究了瓦斯涌出特点，采用瓦斯涌出量与瓦斯含量比值法及瓦斯地质相关因素分析法，对矿井瓦斯涌出量进行了预测，为矿井深部的开采和灾害防治提供了科学依据。     

基于GIS和加权信息量模型的富源县地质灾害易发性评价

构建科学合理的地质灾害评价体系是地质灾害防治的基础,对区域防灾减灾工作具有重要指导意义。选取高程、坡度、工程地质岩组、距离构造的距离、年平均降雨量、距离水系的距离、距离主干道路的距离、煤矿工程活动共8个指标,通过GIS平台使用加权信息量模型对富源县进行地质灾害易发性评价。结果表明：采煤活动与工程地质岩组是富源县地质灾害发育的重要影响因子,区内地质灾害低易发区、较低易发区、中易发区、较高易发区、高易发区面积(占比)分别为383.8km₂⁽19.54%)、449.77km₂⁽31.12%)、759.67km₂⁽23.53%)、1004.99km₂⁽13.93%)和630.97km₂⁽11.89%),其中地质灾害高易发区与采煤活动区分布较一致,是灾点较为集中的区域。通过ROC曲线验证,正确率为77.95%,表明区划较为合理,可以为富源县地质灾害防治提供参考。     

四川通江县马1井井场公路地质灾害危险性预测评估及防治

拟建的马1井场公路位于通江县北部四川盆地与米仓山构造带的转换部位,工程规模较大,地质条件较复杂。在公路建设中,可能诱发或加剧的地质灾害主要表现为深路堑开挖形成的高陡边坡失稳崩塌或滑坡,高填方软弱地基的不均匀沉降导致路基变形失稳、岩石风化碎落等地质灾害。本文在公路工程区现状评估和预测评估结果的基础上,根据不同的灾种和危险性提出相应的措施防治。     

三轴受压状态下岩石试块变形破坏过程中孔隙水压的变化特征及其临界破裂前兆

为讨论饱水岩石中孔隙水压与损伤变形过程的关联性,探究岩石破坏的孔隙水压前兆特征信息,采用三轴压缩试验、渗流实验相结合的方法,分析了在不同孔隙水压和不同围压条件下饱水岩石变形破坏过程中损伤扩展与孔隙水压变化的内在联系。研究表明：(1)开放饱和岩石单元体中,岩石在受荷破坏全过程中的初始压密、弹性压缩、塑性变形和破坏失稳阶段,孔隙水压呈现增高、稳定、逐渐减小和锐减变化;(2)岩石破坏的孔隙水压前兆特征明显,在主破裂前夕,内部损伤加剧,裂隙贯通,孔隙水压将失去稳定状态,孔隙水压由稳态锐减可作为岩石破裂的前兆信息;(3)在应力变化大、高孔隙水压以及高围压条件下,孔隙水压对损伤发展更为敏感,响应也更明显,孔隙水压与损伤发展相互影响,互为关联,损伤扩展造成孔隙水压降低,孔隙水压降低又促进损伤发展;(4)可以尝试在深部开采工程中监测岩体内部孔隙水压的变化来预测岩体失稳的突发性灾害。     

底鼓对深部软岩变形的影响及控制对策

深部巷道支护成为目前制约煤矿深部开采的重要因素之一,进行众多复杂的措施来多次维护深部巷道流变围岩虽已取得一定效果,但有效控制深部破碎、软弱、流变围岩大变形仍非常困难。通过分析导致变形、破坏、失稳的各种原因,提出对于破碎难维护围岩,在加强帮顶控制的同时,应对底板采取加固处理。研究结果表明将顶、底、帮围岩作为整体进行治理,完全能够实现控制围岩大变形的目的。     

深井硬岩矿山岩爆灾害防治研究

采用室内试验、数值计算和现场岩爆研究相结合的综合研究方法,以冬瓜山矿床开采为对象,对深井矿床开采岩爆防治进行了系统的研究.由矿岩力学试验,采用岩爆综合评判指标确定了矿岩的岩爆倾向性,指出岩爆倾向性具有本源性和诱导性两种属性;电镜试验、物理模型试验和现场岩爆研究发现岩爆主要由张拉断裂引起,具有明显的岩石破坏和工程施工异常性前兆;现场岩爆研究和数值计算表明岩爆危险区位于应力集中、能量贮存大及具有快速释放能力和条件的区域;从岩爆预防角度,采用数值分析方法以能量释放率为衡量指标,对采场结构参数、开采步骤等进行了优化;从减少能量贮存、控制能量释放、采用柔性支护和建立岩爆监测系统4个方面,得出了具体的岩爆防治措施.图3,表2,参11.     

闭矿后矿区环境地质灾害分析

在未来的几十年内，我国将有大量的各类矿山即将闭矿，闭矿后相应灾害特别是环境灾害还可能继续发生，本文结合矿井生产过程中灾害发生的状况，对大中型煤矿闭矿后潜在灾害类型和发生原因进行初步分析，提出了综合规划、统筹考虑，加强监测、超前研究、兼顾生产、综合治理等建议对策。     

顺层变质岩坡稳定性评价与生态治理方案

为了探究鄂西北变质岩区不稳定斜坡滑崩地质灾害的成因机制和生态治理模式,本文以三用塘顺层变质岩不稳定斜坡为研究对象,在查明灾害体地质与变形特征的基础上,分析了其可能的破坏模式与主要影响因素,深入探究了顺层变质岩坡渐进式变形破坏的成因机理。采用极限平衡等方法对不稳定斜坡进行了稳定性分析评价,结果表明,该斜坡体处于不稳定状态。基于地质灾害生态治理理念,提出了削方整形、护脚墙、格构锚固、截排水沟、生态绿化与监测等综合防治措施。通过工程实施及效果监测表明：该治理方案不仅有效地消除了三用塘滑崩地质灾害安全问题,而且取得了良好的环境绿化与美化效果。其综合防治措施,特别是将地质灾害防治与生态绿化融为一体的生态治理模式可为同类顺层变质岩不稳定斜坡的加固与坡面防护提供借鉴。     

采用层次分析法对地质灾害进行危险性评价——以汉阴县地质灾害为例

文中选取灾害点密度、坡度分布、地貌类型及高程、岩土体类型、水系分布、断裂发育程度、降雨量分布、人类工程活动强度8个评价指标因子参与汉阴县地质灾害危险性评价;根据各评价指标因子对地质灾害发育的影响程度,利用层次分析法计算各评价指标的权重,并运用MAPGIS为每个评价指标因子图层赋属性。基于MAPGIS空间分析功能完成了汉阴县地质灾害危险性区划工作;区划结果分为高、中、低3种危险性区,结合汉阴县地质灾害危险性区划成果和发展规划,为汉阴县的地质灾害防治及群测群防提供一些理论性建议。