大孔径救援钻孔技术应用

正本文通过国际上3次重大矿山灾害的救援案例分析介绍了我国在矿山事故救援中钻孔救援技术的研究和应用在发生顶板坍塌、矿井透水、煤与瓦斯突出、冲击地压等重大矿山灾害事故时,由于坍塌冒落、巷道积水及动力现象等因素,造成矿井巷道堵塞,大量井下作业人员被困灾区无法逃生,     

地球动力合成作用对矿山地压事故与火山地震相关的影响

地球动力合成作用对矿山地压事故与火山地震相关的影响张家祥（北京２１０２信箱９分箱，１００８２２）编者的话：作者根据地球动力合成作用，以中国矿山地压事故１８１例资料对照火山地震资料进行统计发现，矿山地压事故在时间上与火山、地震相关，１９８ｓ年９月作者就...     

采煤工作面的顶板管理问题探讨

顶板管理是采煤工作面安全管理的重点.据资料统计,顶板事故约占煤矿事故的60%,采煤工作面的事故又占了顶板事故的70%以上.因此,我们必须加强顶板管理,减少采煤工作面顶板事故的发生.     

矿山企业应急救援预案的编制与实施

1矿山事故事故应急预案编制 我国矿山生产很多采用地下开采方式,由于地质条件复杂多变,经常受到顶板、水、火、粉尘等灾害的威胁,加之技术装备较落后、职工素质偏低等不利因素,重特大矿山事故时有发生,为了减少事故造成的人员伤亡和财产损失,编制事故应急预案成为矿山安全工作的重要内容.     

大规模采空区渐进式矿柱坍塌的简化模拟

空场法开采的矿山,往往留下大面积的采空区,易发生渐进式倒塌的整体性破坏.针对大量不规则点柱支撑顶板的复杂采空区结构,采用Voronoi图形划分方法确定顶板荷载面积,在此基础上提出了模拟矿柱破坏、荷载转移、应力重新分布过程的计算方法及其适用性.以浙江长兴白象硅灰石矿采空区结构为案例,进行了计算验证,圈定了潜在的采空塌陷区范围,并从理论上提出了控制采空区大面积塌陷的对策.该方法对于该类型矿山的采空区地压控制具有指导意义.     

深部采场进路开采顶板稳定性分析与支护设计

为降低深部矿体开采中冒顶事故的发生概率，确保井下安全开采，采用Q系统分级法、RMR岩体分类和BQ分级法对矿区岩体进行质量评价，结合块体理论和三维有限元分析进路开挖后顶板的稳定性。研究表明:部分岩体在进路开挖后顶板处出现较大拉应力集中，抗拉稳定性降低，极有可能出现冒顶事故。针对这类不稳定岩体，提出永久巷道采用锚喷支护，临时巷道采用锚杆穿带支护；并运用悬吊理论、组合梁理论、屈服强度理论和安全系数法分析支护条件下进路顶板的稳定性，优化支护结构参数。通过振弦式锚杆应力计收集现场未支护巷道与支护巷道轴向力，得出该支护设计对开挖后岩体变形起到了明显改善作用。     

基于H-K体的矿柱流变顶板破坏分析

为了研究空场法采空区稳定性,确定特定形态采空区稳定时间,以H-K体作为岩体本构模型,对矿柱流变引起的顶板沉降变形进行了计算分析,根据顶板边界破坏条件,将空区顶板沉降过程划分为3个阶段并分别求解了各阶段持续时间,并对尚旺庄石膏矿灾害事故进行了计算验证,结果表明,计算结果与实际失稳时间吻合良好。所得结论可为稳定空区提供稳定性评估及稳定时间预测依据,或指导老空区进行安全有效的顶板监测工作,最大化节约矿山在顶板监测工作中投入的人力、物力。     

露天矿山高陡边坡稳定性分析及滑坡预警技术

我国露天矿山的开采深度不断加大,导致了高陡边坡及滑坡事故增多.在分析边坡稳定性影响因素的基础上,对目前边坡稳定性分析常用的方法进行了总结,介绍了极限平衡分析法和可靠性分析法.从滑坡的空间、时间、强度三方面对滑坡预报预警的十余种模型的应用类型、使用方法及预警判据进行了详细归纳,并对Verhulst模型法和人工神经网络法做了重点介绍,为滑坡预警技术的研究提供重要的依据和理论支持.最后,分析并总结了露天矿山高陡边坡滑坡预警的研究趋势.     

基于距离判别分析法的冲击地压预测研究

考虑影响冲击地压的矿山地质因素和开采技术因素,提出预测预报冲击地压危险性的距离判别分析方法。选用煤层开采深度、顶板岩性、地质构造复杂程度、煤层倾角、煤层厚度、开采方法、有无煤柱、炮采或综采8项指标作为距离判别分析模型的输入变量,并以工程实测数据作为学习样本进行训练,建立相应判别函数对待判样本进行预测。研究结果表明,距离判别分析模型学习性能良好,预测精度高,回判估计的误判率为零,是冲击地压预测预报的一种有效而实用的方法。     

重晶石冒顶事故危险因素分析及防范措施

本文总结了重晶石多年来地下开采的顶板管理经验 ,分析了重晶石矿体地质构造、矿体倾角、巷道宽度、空气流动等主观因素对顶板维护影响的大小 ,为预防顶板冒落事故、消除危险因素发生的可能性 ,还提出了防止顶板事故发生的预防措施。     

一起特大冒顶事故被困人员成功抢救经验探析

本文详细介绍了四老沟矿14-3号层303盘区2309巷道冒顶事故抢救所采取的措施,并对冒顶原因进行了分析。事故发生后,采用生命探测仪探测到了被困区域还有生命迹象,对抢救工作提出了更好要求;合理调整了通风系统,避免了被困人员窒息或中毒死亡;向被困区域打钻孔,给被困人员送进了牛奶等食物,避免了被困人因饥渴而死亡;快速掘进救人通道,救出被困人员。由于决策科学、果断,措施得力,才使得8名被困人员全部脱险。详细分析了事故的原因,一是采用锚杆、无腿工字钢梁联合支护设计不合理;二是施工中存在锚杆预紧力低、托钩外露长度超长、工字钢棚数量不足等问题;三是上覆14-2号煤层采空区岩层活动及8309回采面开采动压对巷道造成了很大的影响。最后,对预防类似事故发生所采取的措施和建议做出了结论。     

管棚预支护条件下水下隧道开挖面三维稳定性分析

为研究管棚预支护条件下水下隧道开挖面稳定性,基于塑性极限分析理论,建立考虑渗流力的管棚预支护条件下隧道开挖面三维稳定性分析模型,并据此确定开挖面的极限支护压力。结合深圳地铁实际工程,采用笔者提出的方法计算得到的开挖面极限支护压力较二维极限平衡法更符合实际情况,该方法的合理性得到验证。进而研究管棚预支护、地下水位和管棚剩余长度对隧道开挖面渗流力的影响。分析结果表明,渗流力对隧道开挖面稳定性有显著影响,渗流力与地下水位呈线性关系;采用管棚预支护能显著减小隧道开挖面处的渗流力,但当开挖面前方管棚剩余长度超过2倍洞径时,再增加管棚长度对减小开挖面渗流力的效果不明显。     

深井开采沿空留巷顶板锚杆强化控制技术研究

随着我国煤矿开采深度的逐年增加,瓦斯含量逐渐增大且赋存异常,回采工作面瓦斯超限问题严重威胁着煤矿的安全生产,而沿空留巷则是解决工作面瓦斯超限问题的最有效途径,但沿空留巷顶板稳定性控制问题则制约了沿空留巷技术在我国更广泛地推广应用。本文以顾桥矿1115(1)采煤工作面沿空留巷为背景,全面总结了沿空留巷顶板控制技术的国内外研究现状及存在的主要问题,并分析了沿空留巷顶板控制的基本原理,在煤巷顶板预应力结构理论的基础上,提出了顾桥矿深井开采沿空留巷顶板稳定性控制的锚杆强化控制技术原理,对巷道所处的不同阶段有针对性的提出了顶板的安全控制技术。该研究成果在顾桥矿1115(1)采煤工作面沿空留巷中得到了成功应用,对类似条件下的沿空留巷顶板控制具有重要的指导意义。     

基于BP神经网络的非煤地下矿山安全评价模型

针对非煤地下矿山安全评价的复杂性和非线性特性,BP神经网络对非线性动态系统较强的适应性,提出并建立了一种基于BP神经网络的非煤地下矿山安全评价模型。为提高该模型的可靠性,结合非煤地下矿山生产工艺特点,提出了一套便于统计和赋值的安全评价指标体系;确定了BP神经网络结构和评价结果表征方法;为提高BP神经网络算法的收敛速度和稳定性,对标准BP算法进行有效改进;通过实例运算验证了该模型的可行性。基于BP神经网络的安全评价模型为评价非煤地下矿山安全管理现状及水平提供了可操作的方法,为矿山有关部门提供了科学安全管理的依据。     

坚硬顶板煤层一次采全高矿压显现规律研究

大采高综采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向,越来越多的被采用,矿压事故在矿山生产安全事故中占有较大比例,有效掌握矿压规律,采用合理生产工艺是采矿生产过程中必须认真考虑的问题。大采高综采工作面采场顶板跨度大、高度高,矿山压力复杂,矿压显现规律特殊,管理难度大。针对某煤矿9、10号煤层大采高综采工作面顶板坚硬特性,为掌握类似地质条件下大采高工作面矿压显现规律,作者从理论分析入手,采用相似模拟实验方法,经过对模拟实验数据进行研究分析,得出了本矿区特定坚硬顶板条件下大采高工作面矿压显现规律,认为类似地质条件大采高工作面,顶板垮落易造成动力冲击,顶板破坏形式主要是拉断和剪断,最大压力值发生在工作面中部前方,采空区积水的影响情况和地表的沉陷状况,还需通过其他方法进行进一步的分析、论证,提出了针对类似围岩条件采煤工作面的安全技术和管理措施。     

下向进路回采钢筋混凝土假顶稳定性分析

〗为确保下向进路采场高效安全回采,采用ABAQUS的损伤塑性模型对下向进路钢筋混凝土假顶进行稳定性分析,得到假顶的应力与位移分布规律,分别从假顶的应力分布、变形量对不同进路尺寸及假顶厚度的影响进行比较分析。结果表明,进路假顶产生的最大拉应力（089MPa）小于混凝土层的抗拉强度（127MPa）;最大压应力（416 MPa）小于混凝土层的抗压强度（119MPa）;假顶底部最易被拉裂位置为偏离假顶中央(05~1)m处;钢筋承载了大部分拉应力,受拉性能得到充分利用。在进路尺寸为3m×3m或者4m×3m时假顶厚度取06m,进路尺寸为4m×4m时假顶厚度取08m,假顶最大拉应力值均未超过混凝土的抗拉强度值,此时假顶较为稳定,便于进路维护与提高回采强度。研究结果对下向进路采场的安全生产提供技术保障。     

声发射技术在湘西金矿深井安全开采中的应用

笔者介绍了岩体声发射监测技术及其基本技术参数 ,描述了井下采矿环境下识别岩体声发射信号的频谱特征 ,并进一步介绍了岩体声发射监测技术在湘西金矿深井开采中的应用情况。声发射安全监测技术应用表明 ,声发射事件率及其增长幅度直接反映了顶板稳定性的变化情况 :当岩音频度在 1 0次 /分以下时 ,采场顶板处于稳定 ;但达 1 6次 /分以上时 ,采场顶板就有冒落的可能性 ,应该采取预防措施。该技术安全监测预报结果为深井的安全生产、避免灾害事故的发生提供了决策依据     

乌东矿急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征研究

为研究急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征,基于急倾斜特厚煤层工作面顶板赋存条件并结合弹性力学,建立了急倾斜特厚煤层水平分段开采顶板力学模型。通过力学模型分析,推导出急倾斜特厚煤层水平分段开采后顶板沿工作面倾向方向的岩板破断判据及挠度公式,应用三角级数方法对挠度公式进行求解,确定了顶板沿倾向方向上最大挠度发生的位置关系式。理论研究成果在乌东矿南采区B1+2急倾斜特厚煤层水平分段综放开采中的工程应用表明,工作面沿倾向方向上推进到385 m时顶板发生破断,倾向方向顶板最大挠度坐标位置为y=325.78 m,顶板沿工作面倾向方向的最大挠度位于采空区中部偏下位置。表现为急倾斜特厚煤层顶板在工作面上方的非对称性破断;相似材料试验进一步验证了顶板挠度公式的合理性。     

沿空留巷直接顶稳定性突变分析及其控制

保持直接顶稳定,降低其突变所引起的危害是沿空留巷顶板控制的关键。基于沿空留巷直接顶力学模型,采用能量平衡分析法,建立直接顶突变的燕尾突变模型。结合某工程实例,阐述沿空留巷直接顶稳定性突变机理,分析巷帮煤体支撑力、巷内支护阻力、充填体支撑力对直接顶稳定性突变的影响。实践表明,增加工作面超前加固范围,巷内支护采用高预应力强力锚杆与锚索等主动支护,巷旁采用膏体充填,能够提高充填体早期强度,延缓直接顶稳定性突变的发生和减轻突变发生的烈度。