金川矿区地下巷道围岩应力场特征及演化机制

金川矿区位于高地应力区，岩性坚硬但岩体较为破碎，其地下巷道围岩压力在时间上和空间上的分布具有矛盾统一的双重性特征，这种双重性特征在国内外许多同类型地下工程中均存在。从应场演化角度，对该类围岩的应力场特征及其演化机制进行了探讨，人为围岩应力的特殊时间和空间分布特征的根本原因是结构面在围岩动态演化过程中发生一系列复杂的时间相关性力学行为和力学响应。据此提出围岩结构性流变的观点，并给出其理论解，它较好地反映了该类围岩变形破坏过程中应力场的演化特征。     

软岩巷道变形破坏的非均一性及其控制对策

归纳了煤矿软岩巷道变形破坏的非均一性的表现形式，从地质工程角度分析探讨其产生的原因。认为软岩巷道变形破坏的非均一性与软岩及其环境的非均一性和工程因素有关，是这些因素导致巷道软岩力学行为过程与支护结构体系力学行为过程不相适应、非耦合之故。文中总结了相应的控制对策，指出多种对策的有机结合的必要性,强调要正确使用这些技术对策，必须首先对巷道工程地质进行细致研究，要全面掌握巷道工程地质条件，掌握软岩的力学行为特征。强调支护设计要遵循大变形岩土工程设计的思想与原则。     

采动影响下金川二矿区14行风井变形破坏机制探讨

竖井作为井下开采矿山的咽喉工程,在矿山的安全生产中起着举足轻重的作用.金川二矿区14行主力回风井位于矿体下盘,井深715.5m,穿过的工程围岩有超基性岩、花岗岩、大理岩、辉绿岩等以及F_207断层.该风井于1999年10月开工下掘, 2002年投入使用,2005年3月突然跨塌.本文根据现场调查和数值模拟,分析了风井变形破坏的特征和机制.发现主要有井壁错动开裂、片冒、冒落物冲击井壁等几种破坏形式,并得出在采动影响下最易在以下几个位置发生破坏:(1)井筒上部(0～200m),易出现拉裂破坏和围岩整体剪切滑动;(2)F_(207)断层及其上下接触部位(200～220m),井筒很有可能在此处发生上下错动,从而导致剪切破坏;(3)井筒中部(360～460m),受采动影响较大,可能发生鼓肚子破坏;(4)井筒下部F_(16)断层影响带(井底以上50m),岩体在采动影响下将发生松动,从而导致在结构面穿插部位可能发生冒落.     

采动影响下金川二矿区14行风井变形破坏机制探讨*

摘 要 竖井作为井下开采矿山的咽喉工程,在矿山的安全生产中起着举足轻重的作用。金川二矿区14行主力回风井位于矿体下盘,井深715.5m,穿过的工程围岩有超基性岩、花岗岩、大理岩、辉绿岩等以及F207断层。该风井于1999年10月开工下掘, 2002年投入使用,2005年3月突然跨塌。本文根据现场调查和数值模拟,分析了风井变形破坏的特征和机制。发现主要有井壁错动开裂、片冒、冒落物冲击井壁等几种破坏形式,并得出在采动影响下最易在以下几个位置发生破坏:①井筒上部（0～200m）,易出现拉裂破坏和围岩整体剪切滑动;②F207断层及其上下接触部位（200～220m）,井筒很有可能在此处发生上下错动,从而导致剪切破坏;③井筒中部（360～460m）,受采动影响较大,可能发生鼓肚子破坏;④井筒下部F16断层影响带（井底以上50m）,岩体在采动影响下将发生松动,从而导致在结构面穿插部位可能发生冒落。     

彬长矿区软底巷道变形特征及影响因素分析

通过对蒋家河煤矿ZF1404工作面巷道变形特征的分析,初步总结出了彬长矿区巷道变形的影响因素：应力场的不均衡分布为控制因素;软岩底板、厚度不均、埋深较大和倾角较小为内在因素;矿山压力、顶板淋水和软岩遇水膨胀为直接因素;采动影响为间接因素。变形严重区位于赵坡向斜轴部及两侧。结合实际生产过程中采取的巷道维护措施,认为合理规划采掘布局和采掘接替、合理留设护底煤、不同区段采取不同的支护措施、及时抽排工作面涌水等治理措施能有效防止软底巷道变形,确保该工作面正常安全生产,具有一定的借鉴意义。     

梁北矿高瓦斯特软煤层巷道变形特征及原因

梁北矿-550m水平二1煤层属典型“三软”煤层,煤层透气性差,瓦斯含量高,瓦斯压力大,地应力大,具有较强的突出危险性。11采区煤巷埋深达610～750m,现场调查表明,巷道持续大变形,底鼓严重,支护难度大。本文对梁北矿-550m水平11采区二1煤层巷道工程地质特征进行了调研,总结了煤巷变形特征,运用FLAC数值试验方法对巷道大变形的原因进行了分析。指出该煤巷变形以显著底鼓为特征,其主要原因是煤层软弱、底板煤扰动、瓦斯防突钻孔效应和支护缺陷。认为高瓦斯特软煤层巷道的支护应兼顾瓦斯治理与支护两方面,宜把它们当成一个系统进行协同分析,这是有效解决此类煤巷稳定性控制难题的一种有效途径。在此基础上,提出了相应的防治对策。     

梁北矿高瓦斯特软煤层巷道变形特征及原因

梁北矿-550m水平二1煤层属典型“三软”煤层,煤层透气性差,瓦斯含量高,瓦斯压力大,地应力大,具有较强的突出危险性。11采区煤巷埋深达610～750m,现场调查表明,巷道持续大变形,底鼓严重,支护难度大。本文对梁北矿-550m水平11采区二1煤层巷道工程地质特征进行了调研,总结了煤巷变形特征,运用FLAC数值试验方法对巷道大变形的原因进行了分析。指出该煤巷变形以显著底鼓为特征,其主要原因是煤层软弱、底板煤扰动、瓦斯防突钻孔效应和支护缺陷。认为高瓦斯特软煤层巷道的支护应兼顾瓦斯治理与支护两方面,宜把它们当成一个系统进行协同分析,这是有效解决此类煤巷稳定性控制难题的一种有效途径。在此基础上,提出了相应的防治对策。     

煤矿深井巷道掘进全过程围岩变形破坏原位测试

传统研究对于煤系地层巷道围岩的变形破坏监测均在掘进面后方进行,无法获得巷道掘进全过程的围岩变形,更缺乏对煤矿深井巷道掘进全过程中围岩变形破坏规律的认识。为此,针对济宁三号煤矿深井巷道,通过超前布置监测断面,首次获得了煤矿深井巷道掘进全过程的围岩变形破坏规律;利用考虑体积应力的改进横观各向同性应变软化模型对巷道开挖全过程的围岩变形破坏特征进行分析。研究结果表明：在济宁三号煤矿七采区巷道地质条件下,浅部围岩的累计变形量和变形速率均大于深部围岩;巷道掘进全过程中,围岩变形随掘进面的推进经历了缓慢增长、迅速增长和变形稳定3个阶段;变形稳定后围岩松动圈深度约为1.0 m;巷道两帮围岩位移与破坏深度均在控制范围内,顶底板围岩破坏相对严重,并给出了相应解决方案。研究成果可为揭示煤矿深井巷道掘进围岩的变形破坏规律以及合理确定支护方案和参数提供重要的科学依据。     

龙游牛场古工程洞室群变形破坏调查及工程地质条件分析

建于南宋的龙游牛场古洞室是国保单位小南海石室（即龙游石窟）的重要组成部分。这一由两个古洞室组成的洞室群,因开挖年代悠久,并因具有罕见的“边墙-顶板斜撑结构”（2号洞）和“塞式支顶结构”（1号洞）而引人关注。但两洞（包括洞口边坡）的变形破坏都十分严重。为长期保护这一重要的不可移动文物,作者从工程地质条件分析入手,对发生的严重变形破坏作了详细的调查分析。分析表明,长期风化（特别是生物风化）和由缓倾角红层构成的顶板过薄等是造成牛场古洞室发生较严重变形破坏的主要原因。     

阜新海州露天矿顺层边坡变形破坏机理分析

以阜新海州露天矿边坡为例，在弱层流变试验的基础上，依据其长期强度的时间效应，对该处边坡进行了稳定性的动态评价，探讨了该类型边坡失稳预测的方法。     

金川三矿地应力测量及应力状态特征研究

金川三矿位于金川矿区F17断层以东,是超基性贫矿。随着选矿和冶炼水平的提高,三矿区逐渐进入开采阶段。了解矿山深部的地应力状态可以为巷道开挖和支护设计提供科学依据。为此在三矿1 200 m水平进行了系统的地应力测量,以了解三矿区的地应力状态特征。现场测量采用改进的空芯包体应力解除法,共获得了7个测点的三维应力数据,并绘出了各测点不同法线方向的截面应力椭圆。测量结果表明,在井下约520 m深度,最大主应力量值约为17～21 MPa,属于中等应力水平。最大主应力方向分为NNW～NNE和NE～WE两组,与区域应力场基本吻合,但又表现出新的趋势方向,其原因可能是受三矿区内两条断裂的影响。部分测点最大主应力倾角超过20°,最大达-49°,以水平应力为主的矿区应力场特征发生改变。研究结果对矿山设计及施工具有重要意义。     

地下采矿引起的程潮铁矿东区地表变形规律研究

金属矿山由于其矿体形态多变、地质条件复杂、多非充分采动、开采方法多样、构造应力显著及结构效应明显等特点,难以把握由地下采矿引起的地表变形和岩体的破坏形式。以程潮铁矿东区为例,依据近年（2010年3月至2015年9月）的地表变形实测数据,绘制出相应的监测成果图。结合三维激光扫描等新技术再现地表变形三维盆地,探究了地下开采影响下的地表变形规律和机制。对矿区上下盘地表变形规律等进行了比较分析,结果表明：程潮铁矿东区在采矿初期发生筒状冒落;变形传递到地表后,在采空区正上方形成大小不等的漏斗状塌坑群。上盘地表变形扩展与采矿推进度有较好的对应关系;水平应力是岩体变形的主动力,应力不断释放影响着地表变形特征。结构面倾向改变了上、下盘岩体的破坏形式,减缓和加速了上下盘岩体的破坏。同时,在坡体形态的影响下,地表变形在下坡方向总变形量增大和垂直变形增量更大。     

三峡库区塘角村1号滑坡变形特征分析

塘角村1号滑坡是三峡库区地质灾害防治监测预警工程Ⅲ期应急专业监测点。监测方法为滑体深部位移监测、地表位移监测等。本文通过滑坡变形、库区降雨、库区水位变化等资料的相关分析,总结分析了该滑坡在空间和时间域内的变形特征。降雨强度和降雨量的大小是影响滑体变形速率的因素之一,下部滑体变形对于库区水位下降敏感,当水位在一段时期内按一定速率持续下降时,滑体变形速率明显加大。     

开滦矿区唐山矿构造特征及成因演化

开滦矿区唐山矿位于开平向斜北西翼,隶属燕山南麓赋煤构造带,由北向南依次发育F_I、F_II、F_III、F_IV、F_V主断层,地质构造复杂,控制了井田构造格局。基于钻孔和矿井地质资料,以构造规律解析为基础,结合平衡剖面技术,探讨了唐山矿现今构造特征及构造演化期次。研究结果显示:唐山矿主体构造形成于燕山期NW-SE向的挤压应力作用,动力来源为库拉-太平洋板块与欧亚大陆的相互挤压作用;喜马拉雅期,由于库拉-太平洋板块淹没于欧亚大陆之下,唐山矿受到NW-SE向的拉张应力作用,形成了一系列小型正断层,并导致F_I逆断层发生构造反转而变为正断层;利用平衡剖面技术恢复了唐山矿构造演化过程,得到唐山矿地层缩短率为27.3%。     

三江平原建三江地下水位下降区地面形变监测、评估与预测

三江平原地下水开采量随着水稻种植规模快速扩张而大幅增加, 2021年水位相对1980年下降5~12 m, 是否因此引发地面形变甚至地面沉降成为社会关注的问题。采用二等水准测量方法和比拟法, 分析研究了三江平原建三江垦区地下水位降落漏斗地面形变现状与发展趋势及危险性。研究表明, 研究区50个二等水准测量点2019-2021年连续3期测量数据对比发现, 地表垂向形变量整体较小(最大-18.00 mm, 平均变化速率-4.6 mm/a)。预测到2040年, 地下水位降落漏斗中心水位埋深由2021年的19.88 m降至25 m左右, 考虑到研究区"上粘下砂"的二元岩性结构, 地下水位下降疏干的地层位于浅上部且厚度有限, 地面沉降量仍较小, 地质灾害发育程度弱、危险性小。本研究不仅回应了社会关切, 也为进一步开展相关研究奠定了基础。     

金川铜镍硫化物矿床磁黄铁矿矿物学特征及成因意义

金川铜镍硫化物矿床矿石类型主要为浸染状矿石、海绵陨铁状矿石及块状矿石。采用矿相显微镜观察、磁性胶体浸润与电子探针分析等方法,对3种类型矿石中磁黄铁矿的结构状态、共生组合与成分特征作了研究,探讨了矿石成因及成矿过程。在浸染状矿石与海绵陨铁状矿石中,磁黄铁矿为单纯的六方(NC型)磁黄铁矿,或者六方与单斜(4C型)磁黄铁矿构成的不规则状交生体。这2类矿石中磁黄铁矿的成因很可能是岩(矿)浆中S含量低,且高温结晶后缓慢降温,后期又受到了富硫和/或高氧逸度流体的交代作用。在Ⅱ矿区块状矿石中,单斜与六方磁黄铁矿构成平行叶片状交生体,表明六方磁黄铁矿在高温下结晶后温度曾快速下降,这期间仅出溶了微量的黄铁矿,而当温度下降到254℃以下时,发生了六方磁黄铁矿中单斜磁黄铁矿出溶作用。磁黄铁矿的结晶类型、金属原子(Fe、Ni、Cu、Co)与硫原子比值M/S演化等佐证了块状矿石晚期贯入成因。依据Fe-S系统相图拟合曲线计算得到块状矿石中六方磁黄铁矿结晶温度为743~518℃,且在结晶过程中,硫逸度logf(S2)曾从0.427降至-3.767。     

陕西澄合矿区中深部4号煤层厚度变化原因

陕西渭北石炭-二叠纪煤田澄合矿区4号煤层是区内主要可采煤层之一。通过对区内煤层厚度与其上覆煤系厚度、煤中灰分、硫分及煤层顶板岩性-岩相等因素的相关性分析,结合4号煤层成煤期与聚煤期后环境分析,探讨了研究区及其周缘地区4号煤层厚度变化原因。结果显示:4号煤层厚度与上覆煤系厚度、煤中灰分及硫分均呈正相关关系,相关系数分别为0.810 1、0.430 9、0.813 6;该煤层发育于浅水型三角洲沉积体系的三角洲平原地带;煤层厚度变化受控于聚煤期同沉积构造和聚煤期后河流冲蚀作用的双重影响,前者使煤层厚度变化较小,后者对煤层厚度影响较大,甚至出现无煤带。     

金川镍矿尾矿砂矿物组成特征与酸溶特性研究

金属矿山生产产生大量的尾矿,不但危害周围生态环境,而且对资源造成极大浪费。金川镍矿尾矿砂Ni、Cu和Co的平均含量分别达到0.21%、0.19%和0.01%,是够得上二次开发利用的宝贵资源。文中对金川镍矿尾矿砂矿物组成特征及酸溶特性进行了详细的研究,目的是为工业化高效回收尾矿砂中Ni、Cu和Co等有价金属提供科学依据与技术支撑。矿物学研究表明,金川镍矿尾矿砂主要由蛇纹石、绿泥石、橄榄石、辉石、透闪石、磁铁矿、白云石及少量磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿等组成。经多年露天堆存,金川镍矿老尾矿库尾矿砂已发生不同程度的氧化作用。尾矿库3 m以上为强烈氧化带,金属硫化物矿物颗粒边缘、裂缝处基本都有强烈的氧化作用发生。碳酸盐等易溶矿物被大量消耗。硫酸溶解实验表明,金川镍矿老尾矿库尾矿砂中有价金属Cu、Ni和Co的平均浸出率分别可达88.6%、75.3% 和70.8%。尾矿砂中Cu、Ni和Co有价金属的浸出效果不但清楚直观地反映了尾矿库中尾矿砂的氧化程度,而且表明金属硫化物尾矿砂的风化作用,极大地促进了硫化物矿物中有价金属的酸溶浸出。     

金川镍矿尾矿砂中Ni和Cu赋存状态研究

金川镍矿浮选尾矿数量巨大,含有相当可观的有价金属,其中有价金属的回收受到越来越多的关注。金川老尾矿库尾矿砂中Ni和Cu赋存状态复杂,水溶性矿物态、可交换离子态、碳酸盐态、结晶度较差的Fe氧化物态、结晶度较好的Fe氧化物态、硫化物态和残渣态中都含有数量不等的有价金属Ni和Cu;尾矿砂风化作用释放的金属阳离子大多数在发生氧化的硫化物位置原位发生水解沉淀形成次生矿物,有价金属Ni和Cu在尾矿库中没有发生明显的富集。金川镍矿尾矿砂中Ni和Cu适于用化学酸溶浸出的方法进行二次回收。