采空区地压灾害监测技术研究

以某矿山Ⅳ#采空区地压灾害监测为实例,介绍了以多通道声发射监测为主,应力监测为辅的综合监测方法,并以一次采空区顶板冒落事故成功预报为例,对冒顶事故发生前后一周内的声发射事件数、时间率以及应力变化情况分别进行了统计和分析,总结了岩体失稳前声发射前兆规律,指出了声发射事件率警报值。     

采场顶板岩体安全分级的声发射神经网络方法

通过对矿山采场顶板岩体声发射参数分析研究 ,提出了岩体声发射神经网络分级方法 ,用于采场顶板安全等级划分。并给出了矿山应用实例     

广西某矿特大采空区稳定性的监测

介绍了岩体声发射技术及应力、位移观测在广西某矿山特大采空区稳定性监测中的应用情况,分析了岩体失稳前后声发射信号的一些变化,对矿山采空区稳定性监测预报作了初步的探讨。     

岩体失稳过程中的声发射监测研究

对大红山铜矿岩样进行了单轴压缩和劈裂试验,研究岩样在加载过程中的声发射特征。同时,对该矿2个盘区进行了盘区顶板的声发射监测,探索岩体的破坏机理和预测破坏的方法。根据室内试验与1 a多的现场监测发现,室内岩样破坏过程中声发射特性与现场监测中出现的点柱垮落、采场顶板冒落现象的声发射参数规律相似。声发射活动从平静到剧增且维持较长时间的变化可视为岩体失稳的前兆信息之一。     

无线岩体声发射信号监测系统设计

岩体声发射监测是矿山岩体灾害监测预警的重要手段,目前国内在矿山岩体声发射监测方面都开发出了相应的监控系统产品,但大都采用有线的方式。为使研究设计中减少系统现场安装和维护的工作量,避免监控盲区,设计了一种无线的岩体声发射监测系统,即系统由多个平行的检测通道构成,能实时采集和显示声发射波形信号,准确分析、研究监测部位岩体形状,提高预警的准确性,有广阔的应用前景。     

煤岩动力灾害声发射预警判识方法的研究现状及趋势

煤岩动力灾害是矿山煤岩体在地应力和瓦斯作用下发生的一种具有动力效应和灾害后果的快速失稳现象,在灾害演化过程的孕育、激发、发展等阶段煤岩体产生破裂,会释放出声发射。通过对煤岩体破坏过程释放出的声发射信息进行监测分析,可以实现煤岩动力灾害的提前预警。基于岩石声发射技术在矿山工程应用的研究成果,系统总结了煤岩动力灾害预警的声发射判识方法的研究现状,指出了当前声发射技术在矿山应用中存在的主要问题,并对该技术的发展趋势进行了展望。     

爆破振动对采场声发射的影响研究

采场生产爆破后,用YSSB型岩体声发射监测仪对采场顶板爆破后产生的次生声发射现象进行了监测,得到不同方位炮孔爆破前后采场岩体声发射特征。研究表明,爆破次生的声发射强度和持续时间的长短与爆破条件、装药量及炮孔方向等有关。     

金属矿山顶板冒落安全机理及预警系统研究

运用故障树分析法,找出了金属矿山顶板冒落事故中最重要的基本事件,同时又利用GM(1,1)以及声发射技术建立了顶板冒落事故预测模型,并根据上述理论,对矿山顶板冒落的安全评价以及预测信息系统进行了开发研究。     

岩体声发射智能监测设备及矿山安全预报技术

对岩体声发射智能监测设备进行了完善和改进研究,并且应用灰色系统理论,系统地分析和评估了评价岩体稳定性的声发射 参数及岩体冒顶临界值的确定方法;建立预测模型,对岩体冒顶的数列预测及矿山大规模灾害预测进行了探讨。实践证明,上述方法和采取的措施是切实可行的。     

矿井煤岩动力灾害声发射监测适用条件初探

基于应力波传播理论、品质因子 Q 理论，建立了煤岩体声发射传播理论模型，并结合大量现场试验，得出了声发射在不同普氏坚固性系数的煤岩介质中的传播规律；基于此规律及现场实际监测工艺，初步确定了声发射监测煤岩动力灾害的适用条件:当煤的普氏坚固性系数f _p ＜0.2时，声发射传感器宜安装在顶板岩层内；当煤的普氏坚固性系数 f _p ≥0.2时，声发射传感器可安装在岩体内，也可安装在煤体内。     

龙桥铁矿采空区顶板岩层移动及冒落规律研究

采用FLAC-3D对龙桥铁矿采空区顶板岩层移动及冒落规律进行了模拟研究,研究结果表明：整个采空区的顶板岩层移动比较平缓、稳定,矿区整体失稳的概率小;回采完-342.5分段3_5线矿体后,采空区顶板围岩的垂直下降变形及应力出现较为明显的变化,此时顶板围岩出现冒落迹象;0-2线附近矿体对采空区顶板岩层移动及冒落规律有着重要...     

基于突变理论和广义H-B强度准则的采空区顶板稳定性分析

为实现煤矿采空区塌陷区土地的治理利用,对煤矿采空区进行顶板稳定性的分析与研究。鉴于采空区顶板的失稳破坏是一个非线性的过程,分别从结构力学和岩体本构关系两个角度建立采空区顶板稳定性分析模型。首先将采空区顶板岩梁结构简化为力学三铰拱模型,然后进行力学分析,求出其力学结构系统的总势能,基于突变理论,建立其力学结构失稳破坏的尖点突变模型;其次构建基于极限平衡法的采空区顶板筒状塌落一般模型,考虑到实际工程的广泛应用,进而建立基于广义H-B强度准则的矩形采场顶板筒状塌落极限平衡分析模型。最后通过不同工程算例分别对2个模型进行了分析和验证,且二者计算结果均与工程实际情况一致,说明两种模型均适用采空区顶板稳定性的分析,为研究采空区稳定性提供一种新的途径。     

顶板崩落变形破坏过程的数值分析

采用数值方法建立三维计算模型,分11个步骤对采场开挖的全过程进行数值模拟,得到开挖后空区围岩的水平位移、竖向位移和塑性区分布情况,进而分析矿区顶板自然崩落规律的变形破坏情况。由于采场的开挖,导致岩体内部应力释放,围岩位移指向空区内部,水平位移最大处出现在采场采矿区的两侧边帮处,位移方向均指向采空区内部。随着开挖宽度的扩大,竖向位移呈圆弧曲线形式由采场顶板向岩体内部不断扩张。开挖过程中,空区顶板首先由剪切破坏导致岩体破裂下落,出现采场顶板冒落现象,采场采空区的顶板中央上部岩体随着顶板冒落不断往下变形,出现一定高度破坏区域的岩体。当采场开挖面积进一步扩大时,采场顶板上方的岩块将无法维持稳定状态,出现持续崩落现象。     

内蒙古某多金属矿2号矿体采空区处理方案探讨

内蒙古某多金属矿2号矿体采空区上盘和顶板暴露面积约10万m²,而且采空区形状不规则、分布范围广、重叠交错。根据采空区的现状和矿山现有的生产设施,通过对比分析,推荐采用强制崩落上盘围岩并诱导上盘逐渐崩落围岩充填采空区,在作业区上方形成一定安全厚度的缓冲垫层的处理方法。同时对缓冲垫层安全厚度的确定进行了研究,为类似矿山大型采空区处理提供了参考依据。     

基于残差型G-LSSVM的岩石冒落高度及碴石厚度预测

受限于空区形成条件及其变化的复杂性、随机性,传统用于空区顶板围岩冒落高度及碴石厚度预测的方法往往预测精度偏低。为此,在结合各种单一人工智能预测方法优势的基础上,提出了一种新的预测模型--残差型灰色最小二乘支持向量机预测模型（G-LSSVM）,将该模型应用到某铁矿的覆盖层冒落高度及碴石厚度预测中,预测的结果与实际钻孔摄影监测相比,结果极为接近。研究表明：残差型G-LSSVM用于覆盖层冒落高度及碴石厚度预测是有效可行的。     

急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术研究

针对急倾斜中厚破碎矿体采用浅孔留矿法开采时,存在的采场作业安全条件差、矿石损失贫化大等问题,以锡林浩特萤石矿为工程背景,从岩体可冒性、工艺方法改进、冒落防控等方面对急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术进行了系统研究。通过矿岩可冒性分析,构建了岩体冒落力学模型,计算得到极限冒落跨度值为5.4~6.4 m,小于矿体的平均厚度（7 m）,存在冒落事故风险;从回采作业安全及损失贫化控制角度出发,提出了以垂直深孔落矿阶段矿房法为主的空场嗣后充填开采工艺,给出了采场结构布置方法,采用分段崩矿、中段及阶段出矿方式,确定的合理崩矿步距为1.56 m;在此基础上,分析了采空区顶板冒落冲击风险,计算得到采空区顶板岩体冒落形成的冲击气浪值为34.96 m/s,远远超过了《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423—2020）规定的数值,给出了防治冒落冲击灾害的安全散体垫层铺设方法,确定的合理散体垫层厚度为3.3 m。通过现场工业试验,采场作业安全,矿石回采率提高了7.31%,贫化率降低了7.66%,经济效益显著,可实现该类矿山安全高效开采。     

清水茶咀窑石灰石矿采空区稳定性分析与治理

为研究清水茶咀窑石灰石矿采空区稳定性,在对采空区及其开采环境进行现场调研的基础上,进行了现场点荷载试验与室内单轴抗拉、抗压强度试验,获得了岩体力学参数。采用三维有限元方法对清水茶咀窑石灰石矿进行数值模拟,模拟结果表明：清水茶咀窑石灰石矿不稳定,空区顶板拉应力集中,有可能出现顶板冒落或片帮,并且地表沉陷比较大。根据分析结果与现场调查情况,提出了相应安全对策,为矿山的安全生产有指导作用。     

东升庙矿柱回采顺序研究

对东升庙铅锌矿矿柱的形成与分布进行分析和调查.随着矿柱的回采,空区暴露面积增大,其冒落形成的空气冲击波将会造成巨大的危害.运用空气冲击波理论,计算了采空区临界冒落面积,得出空区允许的最大跨度为159m;对不同回采顺序的矿柱应力分布进行了分析,最终提出了从中央向端部推进的矿柱回采顺序.     

隧道穿越采空区的稳定性分析与研究

以小江口隧道和坪地煤矿为研究对象,根据工程所在地的地质条件和围岩特点,利用数值模拟的方法,对采空区的稳定性及其对隧道的影响进行分析研究,并针对分析结果提出相应的治理方案,从而为小江口隧道的安全施工和营运提供理论支持。研究结果表明,一、二盘区留设的点柱稳定性较差,不能起到长期支撑顶板的作用,一、二盘区部分采空区会产生顶板冒落;隧道K线ZK67 555至隧道出口段、D线ZK67 466至隧道出口段两侧各90m范围内的下覆老采空区需进行充填处理。