海基硬岩矿床的安全开采技术研究

给出海基硬岩矿床开采的概念,分析海基硬岩矿床开采与一般陆地矿床开采的不同之处;综述世界范围内海基硬岩矿床开采所使用的开拓方法与采矿方法,通过对海基矿床上覆岩层的完整性掌握、矿床埋深、防水岩柱厚度的分析研究了海基硬岩矿床开采的可行性。结合我国三山岛海底金矿的开采经验,研究开采过程中的工程灾害及灾害的产生机理;提出要通过加强海底矿床上覆岩层的地质勘察、合理留设防水岩柱、加强岩层移动监控、渗水点的定时监测、作好充填接顶等措施来防止海水溃井,同时也对井内防治水害、长距离矿井通风等问题给出了治理措施。     

高位硬岩运动诱导矿震活动规律与传播响应特征

为使高位硬岩影响下矿震发生、传播、响应和诱发冲击的研究更具系统性,以东滩矿43上13工作面为例,采用理论分析、现场监测、数值模拟研究高位硬岩运动诱导矿震活动规律、矿震传播响应规律和诱发冲击型灾害机制,并提出考虑震源区尺度的震能传播耗散规律描述方法。结果表明,高位硬岩运动是强震发生的主要动力源,震源往往沿断层展布而分布,强震发生前后支架阻力振幅增大,频率增高,强震周期特性表现在100 m的大周期内存在50 m的小周期,大周期内会发生4次左右强震;多参量现场监测可瞬态捕捉矿震动力响应;矿震诱发冲击型灾害的机制是矿震使冲击源区聚集能量与变形破坏消耗能量的"差能"增大,当刚度要求被满足时将发生冲击型灾害。     

软岩隧道大变形事故致灾因素耦合分析

为减少专家主观判断对软岩隧道大变形事故评估的影响,提出一种从事故出发逆推事故致灾因素耦合机制的方法。在调研69个软岩隧道施工大变形事故案例的基础上,分析大变形事故的主要致灾因素及其在69个案例中的出现频率;围绕排序前4的主要致灾因素及其在案例中的关联关系,基于系统动力学理论研究不同致灾因素的耦合路径与耦合过程,建立基于N-K模型的致灾因素耦合模型,计算软岩隧道大变形事故致灾因素耦合关联值,在对耦合关联值排序后,得到大变形事故致灾因素耦合影响性序列。结果表明:软岩隧道大变形事故的致灾因素耦合影响性排序依次为:围岩岩性、地下水、地应力和支护强度的四致灾因素耦合围岩岩性、地下水和地应力三致灾因素耦合地下水和地应力双致灾因素耦合;虽然地下水与地应力是双因素耦合,但会产生比一些三致灾因素组合更大的耦合值,施工前后应予以特别关注和控制。     

硬岩竖井爆破损伤区探测及衬砌荷载*

为研究硬岩竖井受爆破开挖扰动的影响,依托米仓山公路隧道竖井工程,采用RSM-RCT（B）测试系统探测竖井爆破损伤区范围为1.1~1.4 m,并利用残余地质强度指标标定损伤区力学参数,将其纳入收敛约束法和数值分析中,以评估损伤区对竖井围岩及衬砌荷载的影响。研究结果表明,在硬岩竖井中开挖爆破是造成岩体损伤区的关键因素,地应力方向和大小对硬岩损伤区分布基本无影响。分析结果表明,爆破损伤区导致围岩变形增大,从而使得衬砌荷载增加,最大剪应力出现在损伤区与未破坏岩体之间的交界处,大小为16 MPa,同时靠近该位置的衬砌荷载也会变大,较深竖井可采用分区段支护,降低投资成本。研究结果可为硬岩竖井开挖荷载计算及设计优化提供一定参考。     

消防救援装备

凿岩机→液压凿岩机是以液压油为工作动力的高新科技产品,技术性能先进,结构新颖,用途广泛,液压凿岩机对坚硬岩、中硬岩及软岩均适用,有耗能少、体积小、重量轻、冲击能量大、钻速快、噪声低、振动小、人工劳动强度低等优点。     

水溶法采盐矿区地面塌陷机理分析

为了防范钻井水溶法开采盐矿诱发卤水溢出、地面塌陷等愈发严重的地质环境和公共安全问题,本文以安徽省定远县东兴盐矿为例,对采空区地面塌陷灾害机理进行了深入研究.根据岩盐矿体的埋藏条件和采空区地面塌陷的过程,结合帕斯卡定律讨论了盐矿采空区顶板岩层保持稳定的前提,是必须保持采空区密闭为基本条件;通过尖点突变模型给出的顶板岩层大变形失稳突变条件,是采空区的封闭性遭受破坏、卤水外溢导致顶板岩层失去支撑;根据ЛротодъякоНов塌落拱理论等方法估算了采空区顶板岩层失稳对地面的影响程度,提出了对开采盐矿诱发地面塌陷灾害的防范措施,对其它地区同类矿山安全开采具有重要的指导意义.     

基于未确知测度理论的巷道稳定性评价

评价指标的不确定性是影响巷道稳定性评价的关键。为提高巷道稳定性评价的针对性,建立科学合理的评价模型,从地质条件和工程实际出发,运用未确知测度理论,选取影响巷道稳定性的岩体结构、顶板岩性、岩层倾角、开采深度、施工质量、断面形状、断面面积、支护效果、顶板控制方法、顶板位移量、巷道使用时间等11项因素。根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数,构建矿山巷道的稳定性等级评价和排序模型。采用定性、定量方法分析巷道稳定性评价中的不确定性影响因素,利用熵计算各影响因素的指标权重。依照置信度识别准则进行等级判定,得出巷道稳定性评价结果,并进行稳定程度排序。将该方法应用于某矿8条回采巷道的稳定性评价中。岩层倾角、开采深度、顶板位移量等3个评价指标权重比值差异较大,属于敏感性评价指标。较巷道R_(03)而言,巷道R_(08)的岩层倾角和开采深度2个评价指标的敏感性尤为明显,比值分别达77.43%、-46.72%。置信度取值的增加对评价结果没有显著影响,评价结果的可靠度较高。研究表明,将未确知测度理论应用于巷道稳定性评价是可行的。     

防灾减灾:西部大开发的新战略

当前西部大开发序幕已打开,“两会”已成热点,似乎到西部淘金去已成为一种时尚。笔者作为中国科协减灾专家,建议应有些冷思考。我以为西部大开发作为历史性的壮举,重在要有创新及观念的大转变。安全减灾作为一种国策及保障手段必须走在西部开发前面,忽略安全减灾规划战略的开发行动迟早要招致悲惨的后果。 一、西部大开发需从认识灾情开始 总体讲中国西部处于大陆西北灾害带及青藏高原灾害带之中,具体又包括黄土高原严重灾害区、川滇山地灾害区、蒙缰灾害区、青藏灾害区等。西北地区是有特殊自然条件的地理单元,干旱、少雨、多风及沙…     

微型碎石管注桩治理深部软岩巷道底鼓新方法

针对造成巷道底鼓的物理和力学两种重要机制,研究并提出微型碎石管注桩治理深部软岩巷道底鼓的新方法。在物理机制方面,微型碎石桩具有渗透性极好的特点,在巷道施工和使用期间可汲取岩体中的渗水并透过碎石桩中的插管排出,从而降低软岩层因遇水膨胀导致的变形;在力学机制方面,微型碎石桩一方面通过钻孔置换出少部分底板软岩,从体量上减少变形岩体,另一方面能利用碎石桩体的侧向可压缩性耗散岩体水平变形,底板岩层中的水平地应力得以释放,极大减缓了促使底鼓变形的力学作用;通过微型碎石桩中的插管注浆加固底板岩体,提高了底板复合地基整体承载力。通过数值分析,阐明该方法在治理软岩巷道底鼓机制上的有效性。     

高位硬厚岩层影响下矿震发生规律及预测

为系统有效地预防灾害性矿震,以东滩煤矿43上13工作面为背景,运用理论分析、数据和统计分析等方法,研究了高位硬厚岩层影响下灾害性矿震的机理和发生规律,在此基础上对43上13工作面剩余部分矿震危险做出预测。高位硬厚岩层条件下发生矿震的根本原因是硬岩运动释放较大能量与采动应力在老顶附近相遇并叠加,可能诱发冲击破坏。东滩煤矿43上13工作面高位砂砾岩运动为矿震发生提供巨大动力源,是主导矿震的关键因素。从震源与断层关系可以看出震源有沿断层展布而分布的特征。大矿震发生前后的支架阻力异常不稳定,振幅增大,频率增高,往往经历一段时间的蓄能期,矿震发生具有明显的周期特性,这种周期特性在东滩煤矿43上13工作面表现为100 m的大周期内存在50 m的小周期,1个大周期大致对应6个基本顶周期来压;1个小周期大致对应3个基本顶周期来压,大小周期内分别发生4次和2次左右高能矿震。工作面开采速度过大或剧烈变化会导致强矿震的发生,回采过程中要格外注意对开采速度的限制并尽量保持匀速开采。最后将矿震预测结果与现场实际情况进行了对比验证。     

贵州省主要地质灾害危险度区划研究

结合贵州省地理环境和地质灾害特征,选择地形地貌、工程地质岩组、断裂构造作用、河流切割程度、年均降雨量及历史地质灾害分布密度等6个一级区划指标和24个二级区划指标,采用黄金分割法确定各指标的权重;应用综合分析的因子叠加法,按4级危险度分区标准,对贵州省主要地质灾害危险度进行区划。区划结果包括:极高危险区约3.22×104km2;高危险区约0.85×104km2;中危险区约2.99×104km2;低危险区约10.56×104km2。采用离散多态系统可靠度的矩阵分析法,认为贵州主要地质灾害发生的危险性主要处在中危险区。     

北京山区公路地质灾害应急与防治对策

北京是地质灾害较严重的城市之一,具有灾种多、活动频繁、群发性强的特征。北京山区公路所遭受的地质灾害主要有滑坡、滑(崩)塌、泥石流、岩溶、采空地面塌陷等。为了防止山区公路地质灾害可能造成的危害,笔者通过对北京山区公路所遭受的地质灾害类型、发育特征、分布规律等特点及其所造成的危害进行分析、研究,提出了山区公路地质灾害应急与防治对策,以提高北京市的防灾减灾能力,减少和避免地质灾害造成的损失。     

论金属矿山地质灾害模式识别模型

从崩塌与滑坡、泥石流、采空塌陷3个方面探讨了金属矿山地质灾害模式,运用层次分析法确定了金属矿山地质灾害模式识别指标的权重。考虑到影响金属矿山地质灾害因素的不确定性,引入SPA,并与最优化原理相结合,提出了同异反最优模式识别模型,将其与现有的最大联系测度方法应用于某金属矿山地质灾害模式识别中。实例应用表明,同异反最优模式识别模型从整体上判断金属矿山地质灾害模式,较最大联系测度方法更为科学、合理。     

基于可拓云模型的区域生态安全预警模型及应用——以祁连山冰川与水源涵养生态功能区张掖段为例

针对区域生态安全预警中的不确定性问题,考虑生态安全等级边界信息的随机性、模糊性及动态性,利用可拓学中兼具定性和定量分析及动态性的物元理论和具有不确定推理特性的云模型,提出了基于可拓云模型的区域生态安全预警模型;运用该模型对祁连山冰川与水源涵养生态功能区张掖段2005—2015年生态安全进行了定量评估,并对2017年生态安全环境进行动态预警。结果表明:祁连山生态功能区张掖段2005—2015年的生态安全整体水平均处于"理想"以下,其变化趋势为"较差"到"一般"再到"良好";2017年祁连山冰川与水源涵养生态功能区张掖段生态安全为"蓝色"预警,但有向"黄色"转变的趋势,其中工业三废、环保投入强度、森林覆盖率及人均水资源量是影响祁连山冰川与水源涵养生态功能区张掖段生态安全的主要因素。     

城市埋地天然气管道系统脆弱性评估指标研究

脆弱性作为安全领域研究的新兴名词,用来表示系统承受外界扰动的敏感性和易损性以及面对灾害后果的承受力和应对能力,是联系灾害与风险研究的重要桥梁,是系统安全状况的重要综合指标。文章在引用以及重新界定＂脆弱性＂概念的基础上,将其引入城市天然气管道系统的安全研究,结合城市天然气管道系统的灾害事故特点,分析影响城市埋地天然气管道系统脆弱性的主要因素,根据因素间的相互关系,建立包括致灾因子、灾害后果和应对措施等3个方面2、2项指标的多因素多级评价指标体系。运用层次分析法（AHP）的原理和计算过程确定各评价指标的权重,根据指标权重的大小比较,分析各指标对城市天然气管道系统安全脆弱性的影响程度,从而确定安全治理的主要方向。     

山区村镇洪灾承灾能力评估——以神农架林区为例

针对我国山区村镇洪灾特点,以神农架林区为对象,提出了基于云模型的洪灾承灾能力评价方法。针对山区村镇条件和山洪特点,构建评估指标体系;建立基于逆向云发生器和综合云算法结合专家打分区间和最可能值确定指标权重、使用条件云发生器获得量化指标的评价水平、耦合得到评价结果的评价方法,并对全区八个乡镇的山洪承灾能力进行了评估,为林区规划提供科学依据。结果表明,林区各村镇山洪承灾能力总体较低,孕灾环境恶劣,专项应灾能力明显落后,其中松柏镇、阳日镇、红坪镇和下谷坪乡属于低水平,木鱼镇与新华镇属于较低水平,宋洛乡属于中等水平,九湖镇为高水平。案例结果表明该方法能够直观地将客观数据和主观认识反映为综合结果,有利于获得可靠的结论。     

影响断层活化的破碎带特征参数敏感性分析

为研究破碎带对断层活化的影响,选取破碎带宽度、岩石内摩擦角、粘结系数及抗拉强度作为破碎带的特征参数,采用FLAC3D模拟工作面推进对断层的影响,借助正交表确定模拟方案,通过对正交试验结果进行方差分析,以此研究影响断层活化的破碎带特征参数敏感性。结果表明:破碎带特征参数对断层活化的敏感性主次顺序为破碎带宽度﹥岩石内摩擦角﹥岩石粘结系数﹥岩石抗拉强度,且断层破碎带宽度越大,岩石内摩擦角越小,断层活化可能性也就越高,而岩石粘结系数与抗拉强度对断层活化影响较小。     

基于层次分析-模糊综合评价的油库衍生灾害分级研究

为科学合理地评估油库对公共体系的潜在危害,提高储运设施安全管理水平,基于现有灾害及风险评价理论,构建了油库衍生灾害分级指标体系并建立了油库衍生灾害等级评定模型。油库衍生灾害分级指标体系综合考虑了衍生灾害发生的可能性水平、衍生灾害后果的严重性、企业隐患控制与应急能力、油库所在地区承灾体敏感性与脆弱性4个方面,包括6个一级指标及18个二级指标。油库衍生灾害等级评定模型以模糊综合评价的基本理论为基础,将油库衍生灾害划分为5个等级。该分级模型采用层次分析法计算各级指标权重,并依据现行法律法规计算一级模糊综合评价中各单项指标隶属度。将该模型应用于我国某原油库,根据模型计算结果,该原油库衍生灾害等级为四级,验证了该模型的可行性。     

福建“金三角”经济区域综合防灾策略研究

以海峡西岸闽南“金三角”经济区(简称为“西岸金三角”)为对象,重点针对该区地理位置、地形地貌、水文地质、文化传统、交通布局和城市规则等方面的主要特征,总结、分析和研究灾害的主要类型、已灾教训和潜在危险及其趋势;经系统研究,预测未来灾害的基本形式;着重分析未来灾害出现的可能性及其损失程度;从区域基本建设角度出发,科学地提出了防灾、减灾、救灾,乃至重建及其预警的主要举措和基本策略,特别提出了数字区域、信息档案、安全规划、应急预警等先进、科学和合理的理念、方法、技术和措施在区域综合防灾中的应用。为工程实践、经济计划、投资决策和规划管理提供科学依据。     

城市应急物流需求区域确定及等级划分方法

为提高应对突发事件的物资保障能力,提出基于联合国救灾署(UNDRO)灾害风险评估模型的应急物流需求区域风险预评估流程。采用应急物流需求总量,分类别、分事件需求量,需求密度,需求比例等指标进行物流需求测度,研究突发事件发生概率与需求扰动水平、需求密度、需求的自我供给水平相结合的3种需求区域等级划分方法。实例研究表明:区域4、3、1作为城市商业中心,人口密度高及消防隐患多,应急物流需求等级高于其他区域;城市外围区域9,由于工业基础较好,抗风险能力及自我修复能力高,需求等级低。作为城市的有机组成部分,各区域地质灾害事故的发生概率相差不大,城市管理者应关注火灾事故及安全生产事故对应急物流需求的重大影响。