一矿事故何以殃及一片——邢台石膏矿区"11·6"特别重大坍塌事故分析

2005年11月6日,河北省邢台县尚汪庄石膏矿区发生井下采空区大面积冒落,引起地表坍塌,形成一长轴约300m、短轴约210m、面积约5.3万m2的塌陷区,以及24.5万m2的地表坍塌移动区。造成尚汪庄石膏矿区康立石膏矿、太行石膏矿、林旺石膏矿井下48名作业人员被困,地面88间房屋倒塌,29名矿山职工和家属被困,矿山工业设施严重受损。     

给:冲击性灾害”装上警报器——“冲击性灾害风险评估与监测预警技术研究”介绍

冲击性灾害,是指矿山采空区的大规模垮落和深井岩爆现象.当矿石被采出后,遗留的空区体积达到一定规模,围岩会缓慢蠕变破坏,造成顶板和矿柱不能支持上部覆岩荷载,诱发采空区整体性大面积冒落和地表塌陷,并在巷道内形成猛烈冲击气浪,产生巨大破坏,往往造成群死群伤的重特大事故.     

大面积顶板失稳诱发空气冲击波灾害时程特性研究

采空区大面积顶板冒落可在瞬间产生破坏力极强的空气冲击波。介绍了空气冲击波的形成及危害形式,指出了传统冲击模型的缺陷,通过建立新的冲击模型,深入分析了空气冲击波从形成到消亡过程中的速度和能量变化特征,结合香炉山钨矿大面积采空区的实际情况,选取典型参数进行分析计算,结果表明:空气冲击波速度与冒落块体尺寸,顶板冒落的高度,可供逸出气体巷道的总断面积,巷道的通风阻力等因素有关;下落块体受压缩空气阻力作用,下降时间略微增加,整个冒落过程持续时间为2.89s,当下落时间为2.1s时,风速达到极值,为508.1m/s,冲击影响范围在距离事发空区的370m以内;块体下落的起始阶段受空气阻力较小,飓风速度急剧升高,下降中间阶段,飓风速度先是缓慢爬升,然后达到峰值,块体下降的后期受空气阻力作用最为明显,风速急剧下降,巷道内飓风流迅速趋于平缓;建议对香炉山钨矿采空区尽快实施充填,并采取疏堵结合、设置缓冲垫层、加强地压活动监测等措施降低冲击危险,减小冲击危害。     

非等值冒落采空区“三带”考察及其模拟验证

为提高高位裂隙钻孔抽采采空区瓦斯的效果,必须掌握采空区"三带"特征。在理论分析的基础上,现场考察黄陵2号煤矿107工作面冒落带分布,结果表明:冒落带呈拱形分布,并且沿采空区横向对称,最大冒落高度为19 m。通过Fluent数值模拟方法,得出采空区瓦斯抽采的最佳区域,验证了现场考察冒落带非等值高度的正确性。这表明,在分析采空区"三带"特征时,应考虑冒落高度的非等值性,进而通过理论分析、现场考察、数值模拟等手段得出采空区抽采的最佳区域。     

大同煤矿坚硬顶板大面积来压及其冒落特征的探讨

大同煤矿煤层和顶板坚硬,由于放顶钻具和强力支架尚未解决,部分煤层仍用煤柱控制顶板(如刀柱采煤法等)。随着采空面积的不断扩大,当顶板岩石破坏,采空区的媒柱失去支撑能力时,就会产生大面积冒落。大面积顶板冒落产生的高速高压暴风破坏性极大,历史上曾因此造成重大人身事故和矿井报废,造成国家财产和资源的严重损失。因此,预测预报大面积来压和冒落是关系重大的问题。几年来,我们在各级党组织的领导下,遵照毛主席“实践、认识、再实     

采空区上覆岩层“三带”划分数值模拟

采空区"竖三带"的确定,是合理设计高抽巷布置层位和确定高位钻孔终孔位置的前提。依据王庄矿提供的地质资料,结合实验室测得的煤层顶底板岩石力学参数,采用岩石质量评分法,计算得到各岩层合理的节理间距及岩体力学参数,并将其应用于CDEM软件中,对王庄矿8101工作面采动岩层进行数值模拟,分析了煤层开采过程中上覆岩层破断与冒落规律,并得出采空区"竖三带"的分布范围:采空区冒落带范围为0~25 m,裂隙带范围为25~65 m。将数值模拟结果与经验公式的计算结果、现场高位钻孔考察结果进行比较,结果表明:3种方法得到的冒落带范围基本一致,为0~25 m;经验公式计算得到的裂隙带高度较另外两种方法得到的结果小;数值模拟得到的"竖三带"高度更符合实际情况。同时也验证了CDEM软件在采空区上覆岩层运动的适用性。     

预防金属矿山松石危害

松石危害在金属矿山俗称冒顶片帮事故。松石冒落与大面积地压活动和局部岩体冒落有一个范围、面积的区别。从危害的结果上区分,各种地下工程中矿岩冒落的结果不致于造成工程结构破坏而停工停产的为松石冒落,否则应认为是局部岩体冒落或大面积地区活动。 从统计上看,大面积地区活动和局部岩体冒落引起的伤亡事故并不多,它的危害主要是掩埋设备或破坏工程。这是因为,临近冒落和坍塌时,大多有明显的先兆,可供人们直接觉察。湖南锡矿山在1965年发生一次大面积地压活动,人们在冒落前一天就明显听到了岩石的破裂声。工人对地区活动和局部岩体冒落…     

冒落型矿震成因机理的研究

冒落型矿震属于塌陷地震的范畴 ,其形成和演化受到区内自然因素和人为因素的作用。笔者研究了顶板冒落的前兆特征、发展过程、运动形式和致崩原因 ,探讨了冒落型矿震的成因机理 ,提出了由于地下开采引起采空区顶板冒落 ,释放能量 ,诱发矿震的观点。     

半“O”型冒落采空区注CO_2防灭火的数值模拟

为确定采空区注入CO_2防灭火的相关技术参数,研究注CO_2过程中多组分气体浓度场分布、扩散及自燃温度场变化的规律,基于实测数据,建立采空区非均质多孔介质3D数值模型。运用FLUENT软件,解算按半"O"型圈描述冒落岩层碎胀系数分布的数学公式、通用控制方程、遗煤耗氧与放热公式。模拟结果表明:未注入CO_2时,CO_2浓度及O_2浓度随距工作面距离的增加而逐渐降低,采空区最高温度出现在回风侧;注入CO_2时,CO_2浓度随着注入口距工作面距离的增加和注入量的增大而逐步升高,O_2浓度则反之。采空区CO_2注入口的最佳位置在进风侧距工作面20~30 m处,合理注入流量为540~720 m~3/h,此时采空区氧化带最大宽度稳定在64 m,最高温度下降13℃。模拟结果与现场标志气体监测数据相符。     

采空区三维漏风路径示踪测试

采用SF6示踪气体探测技术,对Y型通风方式下采空区三维裂隙场漏风路径进行了测试.结果表明:示踪气体在采空区内发生弥散,采样点采集到的示踪气体体积分数随时间变化呈先快速增大后逐渐减小的规律,具有拖尾现象;距工作面155 m范围内,采空区裂隙带上部漏风速度较小,示踪气体体积分数高,裂隙带下部及冒落带漏风速度较大,示踪气体体积分数低;155 m后,冒落带、裂隙带下部和裂隙带上部示踪气体体积分数相差不大;采空区漏风路径是经顶板裂隙绕流后下降至冒落带的曲线渗流路径.     

矿山压力基本知识和研究方法(续完) 第五讲 矿山生产中提出的几个矿山压力问题

我国冶金矿山矿床类型复杂,矿床开采方法多种多样。因此矿山压力表现形式,造成的危害及与其作斗争的方法也不相同。下面简要介绍一些研究地压的方法和防治措施。一、大面积地压活动及老采空区处理问题不少矿山经长期或大规模开采以后,形成大量的地下采空区未作处理;近年来一些采用留矿法开采急倾斜薄及中厚矿脉的矿山,一般都不留矿房间柱,并部分回收顶底柱。这样就进一步形成了走向长几百米、延     

巴里锡矿大面积地压活动的观测与预报

巴里山矿区岩层较稳固。上部(649～850米)氧化破碎带用进路式自然崩落法开采,下部除较厚矿体用中深孔崩落分段法外,其余均用留不规则矿柱的全面法开采。645米水平以上已采完,空区面积约13万米~2,体积约48万米~3。矿区过去曾发生过一次大面积地压活动,活动范围是以685水平以上的10号、15号空区为中心,直至地表。这次地压活动使区域内绝大部分矿柱开裂、倒塌,巷道严重变形,空区上盘明显下沉,地表开裂下沉。     

采空区氡的抽排

采空区中的氡对井下空气的污染,无论是铀矿或是非铀金属矿正日益被人们重视。苏联学者沙尔特柯夫估计,从松散岩体(矿石爆堆、充填料、采空区崩落的岩石)释放出来的氡量最高可占铀矿总氡析出量的60％。据资料介绍,云锡岩石表面氡析出率为8.65×10~(-12)～1.3×10~(-14)居里/米~2·秒,与一般只含有背景值镭的岩石的氡析出率相差不多,氡的主要来源是采空区,采空区内     

倾斜特厚煤层采空区孔隙率分布规律研究*

为了研究倾斜特厚煤层综放开采采空区孔隙率分布规律,确定采空区高位钻孔位置,有效治理采空区瓦斯灾害,以硫磺沟煤矿9-15（06）工作面为例,采用UDEC数值模拟软件研究采空区覆岩垮落和裂隙演化规律,根据采空区覆岩下沉量,计算得到采空区孔隙率三维分布规律。研究结果表明:倾斜特厚煤层采空区覆岩位移云图在垂直方向呈3段分布,以距离工作面底板23 m和80 m为分界线,位移矢量密度显著降低,冒落带高度为23 m,与经验公式25 m基本一致,大于薄、中厚和厚煤层;受倾角影响,垮落矸石滑移、充填采空区下端,覆岩下沉量呈非对称椭圆形,中上部下沉量最大;冒落带孔隙率在上、下隅角处最大,中上部最小,随着覆岩高度增加,采空区边缘处和深部孔隙率差值逐渐减小。研究结果为倾斜特厚煤层采空区瓦斯抽采高位钻孔的布置提供了理论基础。     

为采空区加上“安全锁”——“金属矿山采空区安全隐患治理”项目介绍

<正>大面积采空区一旦被破坏,会形成大规模垮落,并伴随着着强大的冲击波,可能会瞬间摧毁整个矿井。为了解决这一安全问题,2013年,中国安科院与中国五矿集团公司合作,对"金属矿山采空区安全隐患治理"项目开展了研究,并取得显著成效。     

采空区系统失稳灾变链式效应机理及特性研究

以矿山采空区为研究对象,引入系统理论,建立了采空区系统模型。基于链式结构理论体系,对采空区失稳灾变的内在演化规律及特性进行了深入研究,建立了采空区失稳灾变链式框架图,划分了失稳灾变链式演化阶段,并基于非线性动力学理论建立了系统失稳的能量判据。研究表明,采空区并不是孤立的,而是与其赋存环境构成了一个开放式系统。采空区系统的失稳灾变具有支干流域-周期循环-冒落劈裂复合链式特征。采空区系统失稳灾变链式演化经历了早中晚3个阶段,并伴随着能量"一涨一落"式的发展及内部节理裂隙的闭合、扩展、贯通及破裂的演化过程。从系统理论角度入手,初步形成采空区失稳灾变链式理论,为更有效地控制矿山采空区稳定性提供了新的理论基础。     

长壁综采工作面覆岩采动变形破坏时空演化规律研究

回采工作面煤层被采出以后,上覆岩层产生离层、断裂、垮落等运动,形成的冒落带和裂隙带范围对煤矿安全生产影响极大.以顾桥煤矿1116(1)综采工作面为工程背景,采用数值模拟和井下电法测试技术,研究了淮南矿区11-2煤层开采时覆岩移动破坏的规律.结果表明:在垂直方向上,采空区上方覆岩破坏分区特征明显,由下而上依次为双拉应力破坏区、拉伸裂隙区、剪切破坏区和未破坏区域;冒落带最大高度11.5～14.5 m,裂隙带最大高度45～47.5 m;覆岩破坏最终形态类似于马鞍形,破坏在水平方向的范围要比开采区域大.     

石膏矿采空区上覆岩层冒落规律与危险性评价

为对上覆岩层冒落的危险性进行有效评价,在工程实勘的基础上,将石膏矿上覆岩层的自然冒落作为一个逐级发展的过程来处理,并根据普氏平衡拱理论对各级拱形作出2点假定,即冒落拱顶部弧线为抛物线,矿柱按θ角剥蚀。提出以临界松散系数K作为其危险性评价因子,并根据所建立的一般冒落拱模型,分别推导得到条带矿柱及间隔点柱区域关于K的计算公式。最后,将该评价因子用于工程实际,实现对邵东石膏矿采空区的危险性分级。该评价体系,即可对石膏矿地表塌陷作出有效预测,也可对石膏矿地表危险程度进行合理分级。     

2019我国重特大事故回顾

矿山事故陕西省榆林市神木市百吉矿业公司李家沟煤矿"1·12"重大煤尘爆炸事故1月12日,陕西省榆林市神木市百吉矿业公司李家沟煤矿发生煤尘爆炸事故,造成21人死亡。初步分析,该矿506非正规连采工作面采空区及与之联通的老空区顶板大面积垮落,压缩采空区气体形成强气流,从与采空区连通的巷道冲出。     

依来克公司电收尘器设计的特点

瑞士依来克公司在电收尘器设计研究方面已有50～60年的历史。该公司产品的主要型式是干法卧式。设备结构均采用该公司专利,处理烟气量0.2～70万米~3/小时,集尘面积400～9600米~2,共有32种系列产品,广泛地应用于电力、冶金、建材和化工等部门。我国福建青州造纸厂曾向该公司引进两台18.75米~2的电收尘器。自1970年投产以来,由于它一直运行可靠,效率高,因而引起了人们的注意。最近武钢耐火材料厂又引