厚大矿体自然崩落岩层移动角BP神经网络预测

为了预测倾斜厚大矿体自然崩落过程的岩层移动范围,选取矿体上盘围岩岩性、下盘围岩岩性、上盘围岩构造特征、下盘围岩构造特征、开采深度、开采厚度及矿体倾角为影响因素,以人工神经网络中的误差反向传播网络模型推导上盘、下盘岩层移动角。结果表明,BP神经网络预测Borska Reka厚大矿体超大规模自然崩落过程上盘岩层移动角为65.1°,下盘岩层移动角为72.2°,预测精度高,预测结果为合理布置地表工业场地及地表沉降监测提供了理论依据。     

用偏最小二乘法确定地下金属矿充填回采岩层移动角

在预测地下开采岩层移动系数领域,许多学者已经总结出了比较有效的方法,但是这些方法都存在一定的缺点。为了使预测方法更加完善,将偏最小乘法引入到该领域中。在国内外各个矿山收集到35组相关数据之后,将开采深度、岩体开采厚度、矿体倾角等七项影响岩层移动的因素作为输入变量,将岩层上下盘移动角作为输出变量,基于偏最小二乘法回归函数,建立了对充填采矿法的岩层移动参数的预测模型。十折交叉验证方法被引入以对模型结果进行优化,并将整合优化之后的模型应用到预测广东韶关凡口铅锌矿的开采岩层移动参数中。各项预测结果表明,基于偏最小二乘法预测岩层移动角的模型参数选取合理,且具备良好的预测能力,为预测岩层移动角提供了一种新的手段,对软计算方法预测岩层移动角领域进行了完善。     

三山岛海底金矿开采充填体与顶板岩层的变形监测研究

三山岛金矿新立矿区是我国第一个从事海底基岩矿床开采的金属矿山,主要可采矿体均赋存于海底下部20～670 m的岩体中,矿体与海水间仅靠2～3 m厚的海底黏土隔水层隔离。为保障矿山安全生产,根据新立矿区具体的采矿地质条件,选择-200 m中段63线13#、71线17#和111线37#穿脉巷道,埋设了6个测点的埋入式智能记忆型位移计。每个穿脉巷道的测点均按2种方式布设：一种是上向倾斜钻孔穿过下盘围岩、充填体与下盘围岩的接触带和充填体,用以监测充填体与下盘岩体的相对变形;第二种是上向倾斜钻孔穿越F1主裂面下盘岩体和上盘岩体,用以监测断层上下盘岩体的相对变形。通过2013年9月至2014年12月的现场监测,获得了监测期间开采活动引起的充填体及顶板岩层的移动变形特征。监测结果表明,海底充填体和上盘围岩的变形量较小,表明三山岛金矿新立海底采场充填体和上盘围岩在监测期间保持了很好的稳定性。     

三山岛金矿床控矿构造特征及下盘找矿实践

三山岛金矿床（原莱州市仓上金矿床）埋藏浅,矿体厚度大,属我国大型露天开采金矿。由于露天开采设计境内的矿石基本回采完毕,面临着资源危机,为延长矿山服务年限,决定对矿床深部及矿体下盘进行成矿规律研究及找矿预测。根据矿床构造控矿特征和露天实际开采揭露地质情况,对主控矿构造蚀变带下盘的3号构造蚀变带进行分析、研究、论证,决定在露天坑下盘先施工探矿钻孔,结果探矿钻孔见到了矿。之后,施工竖井进行坑道探矿,在原矿体下盘探明了具有开采价值的工业矿体,实现了由露天向井下开采的生产转型,延长了矿山服务年限,对类似矿山有一定的借鉴意义。     

三山岛金矿海底开采井下沉降特点及影响因素浅析

三山岛金矿新立矿区是我国首例实施海底开采的金属矿山。为了研究新立矿区井下矿体围岩变形破坏特征,以与矿体走向垂直的55号勘探线为监测剖面,通过布设井下四等水准监测系统,对55号勘探线剖面内不同深度开采中段巷道顶板围岩的垂直位移进行了长期监测。分析结果表明：（1）海底不同深度各中段矿体开采引起的变形均表现为对上盘岩体的影响范围大,而对下盘岩体影响范围小,越靠近矿体（或控矿断层F1）部位,顶板围岩的下沉量越大;（2）各中段的累积沉降量曲线总体上表现为不对称漏斗形,其中较浅部的-200 m中段与-240 m中段累积沉降量曲线底部较为平缓,呈近似“锅”状,而深部的-320 m、-400 m、-480 m和-600 m中段沉降曲线呈“漏斗”状;（3）新立矿区矿体厚度、开采深度、开采强度、围岩岩性、围岩岩体结构以及充填效果是影响海底倾斜矿体开采围岩变形的因素,其中,矿区内控矿断层F1的存在直接影响围岩变形曲线的形态。     

三山岛金矿深部巷道围岩放热系数实验研究

随着矿山开采深度增加,原岩温度亦不断升高,围岩放热是深部矿体热环境恶化的诱因之一,严重制约深部矿体的安全高效开采。为有效分析三山岛金矿深部巷道围岩热源灾害诱因,本文通过在三山岛不同中段现场钻取岩样,在实验室内进行加工,应用稳态法测试岩石放热系数,测试结果表明:围岩的热传导系数随地点不同亦有一定的差异,三山岛金矿岩石的平均热传导率为1.92,围岩的平均热传导率为1.79,借此可以分析围岩放热量,为深部降温提供基础数据。     

山东黄金两项科研成果达到国际领先水平

由山东黄金集团三山岛金矿和中国科学院地质与地球物理研究所合作完成的"海底金矿开采矿坑涌水动态监测与突水规律研究",以及三山岛金矿与北京科技大学共同完成的"三山岛金矿岩石力学与岩层控制技术研究"两项科研成果顺利通过专家鉴定,两项成果均达到了国际领先水平。专家组一致认为,《海底金矿开采矿坑涌水动态监测与突水规律研究》成果,属国内首次系统开展的海底开采条件下金属矿山矿坑涌水动态监测与突水规律研究,整体技术先进、创新点突出,研究成果总体达到了国际领先水平;《三山岛金矿岩石力学与岩     

山东三山岛金矿床地质特征及找矿预测

三山岛金矿床产于三山岛-仓上断裂带,属胶东地区典型的超大型焦家-玲珑式金矿。随着资源量的不断减少,有必要对该矿进行成矿远景分析和找矿预测,以便更好地指导深部外围地质找矿工作。在综合分析Ⅰ号矿体空间分布特征和矿石品位厚度变化趋势的基础上,结合区域成矿特点,认为Ⅰ号矿体深部延长＞2 000 m,矿体在平面、剖面上均以膨胀狭缩、尖灭再现透镜体形式存在,矿化规模与蚀变岩带水平宽度呈正相关,主控矿断裂下盘存在具有工业价值的含金石英脉型矿体。此外,研究显示Ⅰ号矿体中部矿段（28～40 线）深部、北部矿段（40～48 线）深部及其以北区域存在具有工业价值的矿体,认为三山岛金矿具有相当可观的资源量,找矿前景较好,值得对其深部外围投入大量工作。     

海下金矿床开采岩体破裂及灾变的微震监测研究

三山岛金矿是我国唯一的海下开采金矿,其开采面临着采场围岩破碎、支护困难、上盘稳定性差并容易形成贯穿上盘的突水通道、具有海水下溃淹井的危险。采用微震监测技术能够对采动过程中采场围岩及上盘岩体的稳定性进行实时动态监测,达到评价、预测和预警的目的。阐述了微震监测系统的选型依据,并根据三山岛金矿安全开采需要进行了微震监测系统布置,分析了微震监测数据,对三山岛金矿上盘稳定性进行了评价。     

山东三山岛—新立—仓上金矿床构造叠加晕特征浅析

三山岛—新立—仓上金矿是招掖金矿带的重要组成部分,矿山经过10多年的开采,其地表及浅部资源不断枯竭,因此采用先进技术开展矿区深部及外围找矿工作显得尤为重要。本次研究采用构造叠加晕新方法对三山岛—新立—仓上矿区深部及其外围进行了盲矿预测,建立了金矿床的构造叠加晕模式,并重点分析了矿床不同中段主要元素的构造叠加晕特征。本区盲矿预测结果显示:在三山岛金矿初步提出了28个盲矿预测靶位,其主矿体深部预测金金属量为35 234 kg;在新立—仓上金矿初步提出了14个盲矿预测靶位,其主矿体深部预测金金属量为52 189 kg,取得了较好的找矿效果。     

倾斜矿体采动与断层活化作用引起竖井变形的物理模型试验

倾斜矿体开采引起的地表变形与断层活化问题给矿山工程带来重大隐患,如竖井破坏。为了研究倾斜矿体采动及断层活化作用下竖井的变形破坏规律,引入一种软材料小模型物理模拟方法,对不同倾斜角度矿体、不同倾角断层下的模型进行开挖试验。结果表明:该方法能够较好地模拟典型的工程地质现象;在试验工况下,矿体倾斜角度不同,则自重应力场中的竖井受到采动影响的程度不同;处于开挖区上方的隐伏断层,倾角极缓时具有一定屏蔽垂直位移的作用,缓倾断层活化对水平位移的影响和陡倾断层活化对于垂直位移的影响具有某些相似性和对称性;倾角越接近45°,断层活化作用越强烈,对地表起伏度的影响越大,且竖井更有可能产生上部沉降、底部拱起的现象。     

三山岛金矿新立主混合井快速掘砌技术研究

介绍了三山岛新立主混合井连续6 个月（含马头门）掘砌破百米的应用技术,以及各种机械无缝配合和滚班作业施工组织在竖井掘砌中的综合使用,在岩石硬度系数f＞10 以上的竖井开拓中取得了优秀成果。     

Surpac软件在三山岛金矿的应用

利用国际矿业软件Surpac建立三山岛金矿地质数据库,实现了三山岛金矿矿体、断层及井巷工程等地下空间体的三维可视化,推动了三山岛金矿的矿山数字化建设.本次研究将探矿工程、矿体、相关地质体及采矿工程系统等模型化,并复合在一起使其立体化显示,对于提高矿山企业的技术能力和管理水平有很大的帮助.同时,通过建立实体模型,提高了矿...     

不同开采深度取消矿柱的分界深度模拟分析

三山岛金矿是中国第一个滨海开采的大型蚀变岩型金矿床,其直属矿区水文地质条件复杂。三山岛金矿直属矿区一直沿用点柱式上向水平分层充填采矿法开采,该采矿法开采时预留了采场间柱、采场顶底柱、采场矿石点柱、上盘护顶矿等,由此造成的分层损失超过13%,总损失率高达23.1%,为解决三山岛金矿直属矿区矿体安全回采的技术难题,需研究取消矿柱的合理位置。通过不同开采深度的分界高度模拟,进行了不同分界深度地表沉降、等效应力对比、弹塑性应变对比、采场竖向变形分析。研究结果显示,当开采深度小于2 400 m时,分界高度取-510 m比较适宜。     

高密度电阻率法在莱州矿集区环境地质调查中的应用

经过多年地质勘探与开发,莱州矿集区金矿周边环境受到不同程度的改变和破坏。为了查清莱州矿集区仓上金矿开采带来的环境地质问题,采用高密度电阻率法在仓上矿区东北侧开展调查研究,为仓上金矿的生态修复工作提供技术支撑。本次调查工作初步查明了仓上矿区地层的地电特征、隐伏三山岛断裂的空间分布情况、地下采空区的空间分布特征以及地下海水入侵情况等环境地质问题。研究结果表明：仓上金矿北部地区海水入侵现象严重,海水入侵呈东强西弱的趋势,三山岛断裂缓解了莱州湾北部的海水入侵。高密度电阻率法能够提高环境地质调查工作的效率,是一种有效的矿集区环境地质调查方法。     

海底倾斜矿体开采沉陷预测研究

三山岛金矿新立矿区是我国唯一一座海底金属矿山,其对开采技术的要求较高,海下开采遇到了严重的安全问题,其中海底移动变形对采矿安全造成重大威胁。金属矿开采所引起的覆岩移动和变形是一个复杂的力学问题,掌握采空区覆岩体采动岩体移动规律和实现对覆岩沉陷的有效预测是新立矿区亟待解决的重要课题。通过对新立矿区井下55线各中段石门巷道顶板位移进行监测,得到了充填法开采倾斜金属矿体的覆岩移动和变形特征。在此基础上,提出了倾斜金属矿体充填采矿法引发覆岩内部移动和变形的悬臂梁机制。最后,通过分析顶板位移监测数据和位移曲线特征,提出了倾斜矿体充填法开采覆岩沉陷预测的轮廓函数方法。该方法由几个指数函数组成,采用该方法得到的沉陷预测曲线与实测结果十分接近,预测准确率都在85%以上。该研究结果对海底矿山的安全生产具有重要的指导意义。     

基于CRITIC-CW法的地下矿岩体质量评价

岩体质量评价结果是地下矿各类工程的重要基础数据。针对影响岩体质量的因素众多,且各因素间模糊性显著的特点,为更准确地评价地下矿岩体质量,提出了一种可定量分析影响岩体质量各因素间模糊性的CRITIC-CW法。选取了岩石质量指标RQD、岩石单轴饱和抗压强度RW、岩体完整性系数Kv、结构面强度系数Kf和地下水渗水量ω共5个指标用于评价地下矿岩体质量。收集了国内外20组岩体质量评价的样本数据,采用CRITIC法计算样本数据的离散性和内在联系,获得了评价指标的权重。采用CRITIC-CW法对20组岩体质量评价样本进行评价,结果误判仅为一例,表明CRITIC-CW法具有较高的准确性和可靠性。采用CRITIC-CW法对三山岛金矿新立矿区部分采场的岩体质量进行评价,结果表明:所评价采场的岩体质量主要为Ⅲ级和Ⅳ级,岩体质量较差,依据岩体质量评价结果,对评价等级为Ⅳ级的采场及周边工程加强支护后,矿区冒落现象显著减少。     

露天边坡对地下采场覆岩稳定性影响的数值模拟研究

以某矿山露天转房柱法地下开采为研究背景,根据现场调研获得的岩土力学参数,利用FLAC3D等软件进行三维建模[1],对倾角为40°时边坡高度为90m的地下采场上覆岩层位移与应力响应特征进行数值模拟分析。研究结果表明:在露天终了边坡高度为90m倾角为40°时,地下开采完后采场上覆岩层受到开挖的扰动,稳定性降低,塑性区面积已经发育至坡面,整个岩体处于临界破坏状态,不利于矿山的安全稳定,因此建议该矿山露天终了边坡高度不超过90m。     

胶东三山岛金矿带构造几何特征控矿作用：来自数值模拟的启示

胶东半岛三山岛金矿带矿体形态、规模及产出空间与断裂关系紧密。基于三山岛金矿带地质模型,利用FLAC^3D数值模拟软件,开展力—热—流耦合的数值模拟分析,探讨断裂构造几何特征对矿体就位的控制作用。模拟结果表明：在走向上,三山岛断裂拐弯处容易积累更大的剪切应变和正体积应变（张性）,形成扩容空间,使断裂拐弯处形成局部的厚大金矿体;在倾向上,断裂带由陡倾向缓倾转换的部位及倾角平缓部位形成扩容空间,而陡倾部位挤压效果明显,形成压缩区,这种不同坡度部位的差异性应变分布控制了矿体沿倾向间断分布的特征。根据新立地区与三山岛、西岭地区的模拟流体方向差异推测,新立地区SE向深部、三山岛和西岭地区NE向深部具有较大成矿潜力。     

三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场.通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法.该采场方法的各个开采中段与主斜坡道相通,设备可在各个中段之间按照开采计划进行调度;中段通...