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.     

微震监测传感器布设方案评价模型及应用

为了弥补微震监测传感器布设方案仅依靠经验进行比选的不足,基于逼近理想解的排序法(TOPSIS)的基本思想建立了传感器布设方案评价模型.首先,从技术条件、经济条件、工程条件三方面选取对传感器布设方案影响最大的指标构建评价指标体系.其次,考虑指标处于边缘状态时对权重的影响采用变权计算得到各方案的指标权重.最后,利用逼近理想解的排序法计算各方案综合优劣度.用该评价方法评估用沙坝矿微震监测传感器布设方案,得出各方案优劣程度,为微震监测传感器布设多方案比选提供了一个较好的途径.     

地铁建设运营期的地质风险可拓评估模型研究

地质环境载体的不确定性和模糊性制约着地下工程的设计与建设,因而对施工地段的地质风险进行评估是十分必要的。目前地铁风险评估方法中仍存在着地质风险因素考虑不足、评价指标权重的确定主观性较大等问题。本文选取了土的力学性质、岩体性质、管涌条件、地下水、岩溶、区域稳定性等6个一级地质风险评价指标,每个一级地质风险评价指标由若干个二级评价指标表征,并综合整理目前对单一地质风险评价指标的评价中较为成熟的评估方法,应用于一级评价指标风险等级的确定,建立了较为全面和合理的地质风险评价指标体系;针对各评价指标的多样性和由单指标给出的评估结果的不相容性,通过可拓学理论中的简单关联函数与关联度,客观定量地确定各指标的权重,将定量计算与定性分析相结合,减少了传统评估方法中权重赋值的主观性;进而建立了基于可拓评估方法的地质风险评估模型。并以广州某地铁车站路段为例,应用该模型对其进行地质风险评价与模型验证。结果表明:模型中地质风险等级划分合理,能够客观地反映当地地质风险情况;该地铁段未处理前地质环境风险等级属于"中等风险",风险等级变量特征值为1.94,属于"中度风险"偏向"低风险"的级别,模型的评估结果与现场勘察结果相符,评估效果良好。     

深井开采微震活动容量维Df变化特征

根据会泽铅锌矿复杂地质状况,建立了一套24通道全数字微震监测系统,对深部岩体开采诱发微震事件进行监测,得到岩体随开采过程诱发微震事件的参数,包括b值、震级和事件数等.推导出b值与容量维Df之间的关系式为Df=2b,分析了容量维Df随时间变化和采场垮冒的关系.分析结果显示:岩体失稳破坏和Df值变化密切相关.随着开采扰动变化,由应力集中引起局部岩体裂纹压密、萌生和扩展,Df表现为增加后保持相对平静的现象,表明岩体裂纹的粗糙度在增加;一旦岩体破坏引发动力灾害,Df值急剧下降,表明岩体裂纹的粗糙度在降低,岩体破坏加速;结合现场实践,分析得出Df值越小,发生岩体破坏的概率越大.     

深井大断面软岩硐室高强稳定型支护技术研究

根据桃园矿深部开采的地质条件,针对深部大断面软岩硐室,深入开展巷道围岩稳定性研究,掌握深部开采巷道实际的变形破坏特征,分析深井大断面软岩硐室支护破坏原因;然后采用理论分析、数值模拟方法,提出新型高强稳定型支护理论与技术,此技术采用带梁锚索对高强锚网支护体进行结构补偿,以提高支护承载结构结构稳定性,成功应用于桃园煤矿深井大断面硐室支护实践。     

无底柱分段崩落法巷道岩爆预测与防治措施

随着金属矿山相继进入深部开采,无底柱分段崩落法巷道岩爆问题成为采矿领域中主要的工程地质问题之一。主要介绍了巷道岩爆的表现形式和发生条件,并在综合考虑国内外学者提出的判断准则的基础上,采用多层次模糊综合评判法对巷道岩爆进行预测,最后提出了相应的防治措施。     

模糊综合评价法对海洋立管的风险评价

通过建立海洋立管评价指标体系,根据模糊评价理论,提出海洋立管失效风险的模糊综合评估模型.运用专家打分法结合层次分析法确定指标权重,通过实例计算,对海洋立管失效风险进行定性和定量的评价.     

基于改进灰色关联粗糙集的巷道顶板破坏分析

为研究金属矿山软岩巷道顶板破坏因素影响关系及机理,建立了一种有效处理分析模型,为巷道顶板稳定防治安保提供有效帮助.模型利用粗糙集原理结合了经标度化和权重化方法改进后的灰色关联分析方法,其使用粗糙集原理对各种影响因素进行预处理,得到系统核心因素及权重,使用改进后的灰色关联方法对顶板位移破坏机理进行主观和客观、定性和定量的...     

石嘴山市矿山地质环境综合评价

基于对石嘴山市矿山地质环境实地调查资料和遥感解译结果的分析,选取地质环境条件、矿山开采状况、三废排放、资源损毁、地质灾害、对水环境的影响、环境治理率7要素21个指标构建矿山地质环境评价体系.为了保证各指标权重取值的科学性和合理性,首先,采用主客观相结合的组合赋权法确定权重值;其次,利用遥感手段和已有调查资料对各指标进行提取和分级量化,用综合评判法建立地质环境评价模型,评价单元为矿山采矿范围,应用GIS的叠加分析功能对各指标按权重进行叠加计算;最后,对叠加结果应用突变点法将矿山地质环境破坏程度分为极严重、严重、中等和较轻4个等级,取得了较好的评价效果,与实地调查结果相符.该研究成果可以推广到其他地区矿山,为矿山地质环境综合评价提供了一条新途径和思路,同时也为矿山地质环境的防治提供了可靠的科学依据.     

基于最优组合权重的GRA-TOPSIS深井巷道支护方案优选

为确定矿山最佳深井巷道支护方案,基于最优组合权重构建深井巷道支护GRATOPSIS综合评价模型,以某深井矿山为例,选取14项评价指标作为GRA-TOPSIS综合评价模型的判别指标,运用层次分析法(AHP)和熵权法确定组合权重,引入最小鉴别信息原理优化组合赋权,利用GRA-TOPSIS综合评价方法定量分析备选支护方案,基于评价指标的综合优越度确定最优巷道支护方案。结果表明,5种备选支护方案的综合优越度分别为:50.4%,49.0%,56.6%,42.7%,55.8%。顶板与两帮均锚杆锚索、喷射混凝土,底板锚索并注浆联合支护方式为最优决策。该评价模型能够对支护方案定量评价,模型鲁棒性强。     

基于微震监测的金属矿山地压演化规律分析

为研究金属矿山采矿活动中地应力、微震活动与地压演化的关系,采用高精度微震监测系统对矿山开采过程中微震活动的时空分布特征进行分析,通过对同一时间轴下的微震的活动性、微震累积视体、能量指数等参数的变化特征研究,分析了矿山采矿过程微震活动的时空演化规律及矩震级分布,揭示了矿山地压演化规律及趋势。并成功的在内蒙古某金矿工程采矿中应用,研究结果验证了高精度微震监测系统用于矿山地压演化规律分析的可行性,可为微震监测系统在此类工程的应用提供参考。     

Propagation patterns of microseismic waves in rock strata during mining:an experimental study

Microseismic monitoring has been widely used in mines for monitoring and predicting dynamic disasters such as rockbursts and waterbursts. However, to develop high-precision microseismic monitoring systems, the propagation patterns of microseismic waves under complex geological conditions must be elucidated. To achieve this aim, a simulation model of a typical coalmine was designed using similar materials according to the similarity theory to simulate the mining process. Geophones were embedded into the model to detect the propagation of elastic waves from microseisms. The results show that in an unmined solid rock mass, the wave velocity in shallow rock strata is mainly affected by geologically weak planes, whereas in deep strata it is affected mainly by the density of the rock mass. During propagation, the amplitude first decreases and then increases rapidly with increasing propagation distance from the coal layer. After mining, our results indicate that the goaf causes significant attenuation of the wave velocity. After the goaf was backfilled, the velocity attenuation is reduced to some extent but not eliminated. The results of this study can be used as guidelines for designing and applying microseismic monitoring systems in mines.     

爆破开挖扰动作用下深埋隧洞的微震分布规律

基于地应力高、开挖断面大、日炮次多、爆破扰动强的施工环境下的微震监测数据,研究了爆破开挖扰动作用下深埋隧洞的微震分布规律.结果表明:爆破开挖卸荷影响范围内的微震活动既与围岩应力重分布有关,又与爆破扰动密不可分;爆破扰动是开挖卸荷影响范围之外微震活动的主要诱因,是时滞型岩爆孕育发生的重要影响因素之一;微震分布区域与爆破地点的相对位置及距离密切相关.研究结果可为钻爆法开挖下的隧洞岩爆防治提供参考.     

基于随机森林法的煤矿微震危害预测

微震过程的复杂性和不均衡性导致线性模型不足以预测微震灾害,提出随机森林方法(random forest)在高能量(E≥104J)下关于煤矿开采微震灾害的预测问题.数据来自位于波兰的采用长壁开采法的煤矿,采用随机森林方法对数据集进行标准均方误差(NMSE)分析,并与决策树、Bagging算法、支持向量机、最近邻法比较,发现随机森林方法对多样本、高维度的煤矿矿山微震预测问题效果理想.     

基于改进CRITIC-G1法组合赋权云模型的高阶段充填体稳定性分析

针对高阶段充填体稳定性风险评估过程中存在模糊性与随机性的特点,引入云模型理论,建立了高阶段充填体稳定性评判模型。以安庆铜矿等国内4座深井矿山为研究对象,选取坍落度、侧向暴露面积、充填料浆坡度、充填接顶效果等16项影响因素作为风险评估指标,借助云理论计算隶属于不同风险等级的各指标云模型参数,同时基于改进CRITIC-G1法,综合考虑指标之间的相关性与专家的理性判断,将主客观权重进行优化组合,最终根据评估指标的云数字特征和组合权重确定4座矿山充填体稳定性等级。研究结果表明,安庆铜矿、李楼铁矿、冬瓜山铜矿、司家营铁矿风险等级分别为Ⅳ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级,司家营铁矿充填体相对更稳定。与其他数学模型相比,该模型在保证结果准确的同时,利用云数字表征模糊性与随机性从而获得不同评估指标耦合作用下的充填体稳定性等级,实现了等级的可视化,具有一定的可靠性,为高阶段充填体稳定性风险评估提供了一种新方法。     

深埋隧洞不同掘进方式下即时型岩爆微震对比分析

对某水电站引水洞和施工排水洞钻爆法及TBM开挖段的施工过程进行连续性实时微震监测,将即时型岩爆孕育及发生过程中获得的微震信息进行了对比分析.结果表明:深埋硬岩地下隧洞即时型岩爆的孕育及发生过程中,微震事件在空间位置上从初始的不规则零散分布不断向岩爆区域集合,并且数量不断增加;累计微震释放能以及塑性体积的平均微震释放能均不断增大,TBM开挖过程中岩体能量释放要大于钻爆法开挖;TBM开挖强烈岩爆发生前有轻微~中等岩爆伴随发生并且随着岩爆的孕育过程而逐渐递增,而钻爆法开挖不具有这一现象.     

基于模糊综合评价法的煤矿废弃油井风险分类及灾害防治技术

为有效评估煤油资源重叠区废弃油井对井下煤矿工作面开采造成的影响,以双马煤矿为具体研究对象,在分析废弃油井对煤炭开采的潜在危险基础上,综合考虑了油井因素、煤油水地层位置关系以及油井伴生气体因素三个方面,构建了8个废弃油井风险等级评价指标.采用层次分析法确定了各评价指标的权重,并建立了煤矿废弃油井风险等级分类模糊综合评价模型.针对不同风险等级的废弃油井制定了相应的防治方法和安全技术措施,在双马煤矿井下安全揭露了马探31、马探20等8口废弃油井.实际工程应用表明,所建立的废弃油井危害分类评价方法正确,相应的灾害防治技术得当,取得了较好的效果,为后期双马煤矿井田范围其他废弃油井的风险评价及制定防治技术措施提供了工程技术依据.     

黄河三角洲湿地区域生态风险评价

以黄河三角洲为例进行了区域生态风险评价理论和方法的探讨。针对黄河三角洲主要生态风险源洪涝、干旱、风暴潮灾害、油田污染事故以及黄河断流的概率进行了分级评价;并提出度量生态损失与生态风险的指标和公式,分析了风险源的危害作用;运用遥感资料、历史记录、调查数据和地理信息系统(GIS)技术,完成了区域生态风险综合评价;在此基础上提出黄河三角洲的区域生态风险管理对策。     

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。