高密度电法勘测技术在采空区探测中的应用

随着早期地下金属矿山的粗放式开采,相当一部分矿山采用空场法进行采矿,遗留的采空区未及时进行处理,存在着采空区分布范围、规模和现存状态不清的问题,采空区围岩稳定性对地表生态环境和矿山下部资源开发利用均存在极大的威胁。探明生产矿山历史遗留采空区赋存状态已迫在眉睫,高密度电阻率法在采空区、溶洞等异常地质体探测中具有结果精准、易于施工、低本高效等优点。某金矿6-1号矿体因民采采空区技术资料缺失,下部资源开采受到采空区威胁,采用高密度电阻率法对民采采空区进行了探测,结合开采地质条件对探测数据进行分析,共圈定采空区异常区域4个,和工程揭露充分吻合,证明了高密度电阻率法在采空区探测中的实用性。     

金属矿山地下开采对地表建筑物稳定性影响分析

地下矿山开采过程中产生的采空区会引起地表变形,不同采矿工艺和采矿方法对地表影响范围及影响程度存在差异。本文对比研究了多种地表变形预测方法,采用数值模拟的方法对某铜矿的开采过程中建筑物地表进行了分析,得到了开采过程中的建筑物地表的变形规律,并对建筑物的稳定性影响范围及大小进行分析,结合相关规范进行了判别与论证得出,采用数值模型地表布置监测点的方法,可以有效地对需要研究的每个建筑物所在位置的地表变化情况进行独立的深入的分析,同时也可以得到大量相关数据。数值模型上布置监测点的方法对于相似矿山地表建筑物稳定性分析具有一定的借鉴意义。     

金属矿山地下矿山开采对地表建筑物稳定性影响分析

地下矿山开采过程中产生的采空区会引起地表变形,不同采矿工艺和采矿方法对地表影响范围及影响程度存在差异。对比研究了多种地表变形预测方法,采用数值模拟的方法对某铜矿的开采过程中建筑物地表进行了分析,得到了开采过程中的建筑物地表的变形规律,并对建筑物的稳定性影响范围及大小进行分析,结合相关规范进行了判别与论证得出,采用数值模型地表布置监测点的方法,可以有效的对需要研究的每个建筑物所在位置进行独立的深入的分析其地表变化情况,同时也可以得到大量相关数据,数值模型上布置监测点的方法对于相似矿山地表建筑物稳定性分析具有一定的借鉴意义。     

金属矿地下采空区探测、处理与安全评判

我国大多数金属矿山都不同程度的存在地下采空区，且隐患较多，严重危及矿山安全生产．采空区探测方法目前主要有：高密度电阻率法、地震映像法、探地雷达法以厦激光3D法等，采空区处理可以采用尾砂肢结充填法和地表强制崩落法，利用微震监测系统可对采空区的异常行为进行实时监测．根据岩石力学理论和三维数值模拟计算，结合我国一些金属矿工程实例研究，提出了地下采空区顶板稳定性的综合安全评判方法．为了确保有复杂地下采空区的金属矿山的安全开采，建议建立对采空区从探测，监控，处理到数字化安全评判的一体化管理体系．     

地下矿山开采岩层移动范围耦合分析

矿山开采会形成采空区,打破原岩应力平衡,顶板围岩不可避免地产生变形、破坏、沉降甚至坍塌.为了保障矿山的安全生产,最大程度降低沉降开裂可能会产生的安全影响,采用理论计算和三维数值模拟相结合的方法,对矿山地表岩移范围进行了耦合分析,确定较大的影响范围为地表防护区域,并提出相应的对策措施.该研究成果可为类似条件的矿山圈定地表岩移范围提供参考.     

某矿山采空区数值模拟与稳定性分析

某矿山设计开采中段高度50 m,经过2 a多开采,形成了一定的采空区。为验证该采空区的稳定性,结合矿山地质条件、矿岩特性和采矿工艺等,运用3DSigma软件,采用三维有限元法对采空区稳定性进行数值模拟分析,得出了应力、应变、安全率、塑性破坏域的变化情况。在此基础上,采用解析法分别对围岩自稳能力、矿柱承载力进行分析评价,认为该采空区较稳定,为确保矿山安全生产提供参考。     

铁矿床滞留采空区充填治理顺序优化方法

结合典型矿山滞留空区现状,采用现场调研与数值分析结合的方法,反演矿山滞留空区形成过程,在分析围岩的力学响应规律的基础上,提出了以采空区围岩应力集中等级和地表变形影响程度为主要评价因素的铁矿床滞留采空区治理顺序优化方法。得出结论：①各水平空区的形成过程中地表沉降变化明显,由开始的局部小面积沉降发展到后期的成片大区域陷落区,空区正上方位移变化最大,沉降值范围12.8~162 cm。②各水平空区围岩以压应力为主,最大值发生在空区边帮位置,暴露面积大的空区围岩出现了拉应力,应为优先处理的对象。③提出的铁矿床滞留采空区治理顺序优化方法,对金属矿山地下滞留采空区的治理、矿柱回收、深部开采方案的制定及安全生产具有重要的指导意义。     

某矿山现状安全开采深度数值计算分析

为了判断某矿山现状地表构筑物的稳定性、可能需要扩大征地的范围以及在地表塌陷区外围的人为活动的安全性,结合开采现状实测数据,采用安全开采深度数值计算分析方法,判断出矿山现状未达到安全开采深度,今后的地下采矿活动还会引起地表塌陷区范围不断变大和下沉,结果为矿山地表活动的决策提供了可靠依据。     

某地下采空区深孔爆破崩落治理工程实践

以某地下矿山采空区治理为工程背景,根据采空区规模、开采方式、围岩条件等,提出了顶底板围岩深孔爆破崩落治理方案,采用崩落的围岩充填采空区,并设计了合理的深孔爆破参数。经过精心设计和施工,成功消除了采空区安全隐患,保证了矿山安全生产,同时积累了空区治理的工程经验。     

基于DIMINE-MIDAS/GTS的采空区稳定性分析

随着矿山的开采,形成大量的采空区,采空区的存在严重威胁井下作业人员安全,并影响企业的长期发展。为了保障安全生产,采用室内试验、数值模拟等技术手段针对南川河石灰岩矿井的地下采空区进行了稳定性分析。在室内岩石力学试验基础上,根据Hoek-Brown准则及其强度参数的估计法,对该矿的岩石力学参数进行折算,利用大型三维矿山软件DIMINE建立有限元三维数值模型,结合有限元数值分析软件MIDAS/GTS进行矿山开采及采空区稳定性有限元数值模拟分析。得出结论:老采空区顶板出现拉应力破坏,局部最大拉应力为2.27MPa,易发生冒顶片帮事故;13号矿柱产生主应力集中,处于压应力破坏;采空区周边矿柱仅有少量单元发生塑性破坏,塑性区主要存在于采空区顶板;地表位移沉降较小,矿山采空区基本处于稳定状态。     

地下转露天矿山复杂采空区探测工程实践

在地下转露天矿山开采过程中,露天境界内存在的各种复杂采空区对矿山的安全生产造成严重的威胁。通过现场勘察和文献资料分析总结了各种复杂采空区的组成,并按照其成因、形态等特征因素对其进行合理分类,归纳出规划开采形成的采空区、古代开采和非法盗采形成的采空区、充填不充分或充填体沉降形成的采空区以及二次垮塌形成的采空区4种类型。同时结合工程现场实例介绍了利用GPR法对地下转露天开采矿山境界内典型的浅地表复杂采空区进行探测的原理和技术方法,包括现场数据采集、后期数据一体化实时处理和资料可视化解译分析。结果表明,利用GPR法探测地下转露天开采过程中赋存的复杂采空区方便快捷且探测效果明显,值得在相关领域应用推广。     

基于CMS及DIMINE-FLAC~(3D)耦合技术的采空区稳定性分析与评价

在矿山安全生产建设中,对井下空区进行探测、对空区安全性及地表移动规律等进行分析评价,以及制定科学合理的空区处理方案非常重要,这对延长矿山现有资源的开采年限,为矿山的安全高效开采制定科学的开发利用方案具有重大的现实意义.应用空区探测系统(CavityMonitoringSystem,简称CMS),精确地获取地下矿山采空区的三维形态和准确的空间位置,并借助大型三维矿床软件DIMINE建立起了空区的三维形态模型,通过耦合方法实现在FLAC3D中生成能准确反映空区和围岩地质结构及岩性条件的数值模型,简化复杂空区稳定性计算的结果,并提高了准确性和可靠性.结果表明,使用地质模型转换的数值计算模型,对采空区稳定性进行了成功的模拟,并证明采用"地质-数值"耦合方法的方法对采空区稳定性研究是可行的.     

排山楼金矿采空区地质环境治理的实践

地下采空区是地下矿山开采活动遗留下来的一种地质产物,是矿山地质灾害最主要诱发因素之一。地下采空区对矿山的正常生产和周边人民群众的生命安全、生产生活都造成了严重的影响。排山楼金矿经过二十余年的高强度开采,其地下采空区总面积达45 470 m2,最大空场高度达68 m,存在着极大的安全隐患。作者结合工程实际,通过对排山楼金矿的采空区地质特点进行分析,提出了VCR辅助下的逐步充填的技术方案,消除了采空区对安全生产的严重威胁,同时对我国采空区的治理工作具有一定的参考价值。     

基于空区与塌陷区关联分析的露天开采安全评价

通过对罗恩延长部塌陷坑实地调查分析，对采空区原来地下开采技术资料进行整理并开展了补充探测工作，基本掌握了罗恩延长部塌陷坑和采空区的形态。在此基础上，重点对罗恩延长部地下硫化矿开采后空区赋存条件下的上覆岩层移动变形范围进行了整体分析，通过分析空区上部岩层移动变形范围与地表实际塌陷范围的相关性，表明地下采空区上覆围岩已出现不同程度的沉降变形，且采空区顶板岩体及上端部围岩均出现过不同程度的垮塌，加之上覆岩体松散破碎，垮塌岩体能够实现对原有采空区的有效充填。研究表明：该区域存在大范围采空区的概率极小，在地表氧化矿开采过程中通过对关键区域采取必要的超前探测等安全保障措施后即可进行正常开采。     

地下采空区对地表建构筑物的影响分析

为明确矿山地下采空区对地表建(构)筑物的影响范围和程度,采用数字化矿山软件Dimine及岩土有限元分析软件Midas GTS NX联合构建三维地质模型,并借助三维有限差分软件FLAC3D对矿山开采结束后引起的岩层移动和影响范围进行了仿真再现模拟分析。根据地表移动变形值大小及相关规程,对地表建(构)筑物的影响程度进行合理判定,并按边界角划定地表影响范围。研究结果表明:地下采空区引起的地表倾斜、曲率及水平变形均不会对地表建(构)筑物造成影响,同时,圈定的地表影响范围具有一定的可信度,可为类似工程提供借鉴。     

联合采矿法回采挂帮矿时采空区的临界冒落跨度研究

露天转地下过渡期挂帮矿开采方法有多种,其中联合开采是解决过渡期产量平衡的有效方法。使用联合采矿法会形成非连续的采空区,这些采空区将影响矿山的安全生产,因此,需要研究安全合理的空区处理方法,诱导冒落法是近几年兴起的一种新型空区处理方法,采用诱导冒落法时需要提前确定采空区的临界冒落跨度和散体垫层的安全厚度,文章结合某铁矿挂帮矿体的实际情况,首先利用解析法计算出空区的临界冒落跨度和散体垫层安全厚度,然后通过数值模拟对矿柱回采过程中空区顶板围岩的位移、应力进行分析,补充验证了采空区的临界冒落跨度,并证明了采用此方案处理采空区的可行性,对矿山的生产施工具有一定的指导意义。     

湖山萤石矿采空区稳定性的数值分析研究

矿山地下采空区对当地的地质环境、周边居民往往产生严重的影响,同时给矿山生产带来严重的安全隐患,并极易引发地质灾害.2001年8月28日,湖山萤石矿1号矿体采空区发生部分垮塌,为了评价该次垮塌对矿山安全的影响程度以及整个采空区的稳定性,通过数值模拟计算的方法,分析研究陡倾斜矿体在不留矿柱的情况下自上而下逐步开采所引发的围岩变形及其破坏,认为随着采矿的进行,运用数值模拟分析的方法监测围岩的变形破坏是经济可行的.     

某铁矿地下采空区稳定性数值模拟分析

以某露天转地下开采铁矿为例，采用ANSYS和FLAC^3D数值分析软件构建了仿真分析模型，分析了该矿采空区围岩位移场和应力场的变化规律，讨论了地下采空区的安全状况。分析结果对于及时消除该矿采空区安全隐患，确保矿山深部安全开采有一定的参考价值。      

灵山金矿近地表薄矿脉采空区状态探查及其稳定性评价

招远地区矿山井下采空区具有分布复杂、赋存状态不清晰等特征，严重制约矿山安全高效生产。以灵山金矿近地表薄矿脉采空区为研究对象，通过开展矿山现场调查，初步掌握了采空区的实际情况；采用工程物探与钻探技术，在重点调查区域地表范围布置5条物探测线和1个验证钻孔，对采空区赋存状态进行有效探查与验证；在此基础上，基于室内试验研究获取充填废石力学特性，并采用数值分析方法获得了典型采空区围岩应力场和位移场的分布规律。依据矿山现状与现有研究成果，开展近地表采空区稳定性评价，对采空区状态与上覆岩层的稳定性进行了综合分析。研究结果表明，近地表采空区赋存状态较好，已采用废石进行有效充填，整体处于稳定状态，未引起地表稳定性问题。同时，采用多种探查方法获得的研究成果基本一致且与矿山资料相吻合。其中，采用物探与钻探方法获得的采空区埋藏深度分别为54.27 m和55.70 m，推测矿山存在1个Ⅰ类中低阻异常区和5个Ⅱ类中低阻异常区。获得采空区充填废石具有明显的应变硬化特性，其内摩擦角与黏聚力分别为42.1°和96.0 kPa。针对近地表薄矿脉采空区赋存状态及其稳定程度不清晰的问题，形成了一套完整的近地表采空区综合探查方...     

基于FLAC~(3D)的分级尾砂充填治理采空区研究

为避免采空区垮落对地表的生产建筑造成危害。根据某铁矿Ⅰ号铜矿带浅部矿体的特点及矿山的生产现状,用分级尾砂高浓度胶结充填的方式进行采空区治理。并利用Fl AC3D软件对采空区充填前后上部围岩的应力、位移变化和塑性区等进行稳定性分析。模拟结果表明,进行分级尾砂胶结充填治理采空区能够有效减少采空区围岩位移量,改善应力重新分布情况,从而维护矿山生产安全。