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期刊信息/Journal information
矿业研究与开发
矿业研究与开发

周爱民

双月刊

1005-2763

kyyk81@263.net

0731-88670962 88631209

410012

湖南省长沙市麓山南路343号

矿业研究与开发/Journal Mining Research and Development北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科技部和新闻总署批准国内外公开发行的矿业技术类期刊，由中国有色金属学会和长沙矿山研究院主办。主要刊载采矿、地压选矿、爆破、矿山机电与自动化、矿山计算机应用、矿山环保、资源综合利用、特殊采矿及经营管理等方向的内容。主要面向矿山企业、科研设计、高等院校、矿业经营管理等部门的工程技术人员、管理干部和师生。
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    金属矿山地下开采引起围岩破坏及岩层移动的数值模拟研究

    孙朝燚陈啸刘秀敏王润清...
    77-83页
    查看更多>>摘要：为了阐明金属矿山地下开采引起的围岩破坏及岩层移动机制,以金山店铁矿东区为例,基于矿区工程地质,采用FLAC3D建立了大型三维数值模型,开展地下采矿数值计算,揭示了复杂采空区围岩破坏机理,提出了基于岩体塑性破坏的破坏角不连续变形分析指标.研究结果表明:破坏角分析指标与常用的陷落角指标随地下开采的变化规律较为一致;上盘破坏角在开采至-410 m水平后随矿体开采近似保持不变,其值为39°～42°,下盘破坏角随矿体开采先减小后稳定,在开采至-500 m水平后稳定在65°～67°;上盘围岩岩层底部出现台阶状折断面,发生明显的倾倒-滑移破坏,下盘围岩破坏面呈陡倾状,发生明显的剪切-滑移破坏.研究结果可为金属矿山地下采矿安全生产提供参考.

    金属矿山地下开采复杂采空区岩层移动变形破坏

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    朱仙庄煤矿特厚煤层变间距覆岩坚硬顶板控制技术

    朱乐章杨敬轩王举文卢硕...
    84-90页
    查看更多>>摘要：煤层的巨厚坚硬顶板滞后垮落对采煤工作面矿压显现具有重大影响,通常采取超前预裂措施降低顶板悬跨长度.以淮北矿业集团朱仙庄煤矿883-1工作面覆岩巨厚砾岩顶板治理为背景,针对工作面煤层与巨厚砾岩之间的距离变化特点,划分了巨厚顶板重点控制区域.在特厚煤层覆岩层位结构分析的基础上,得到了覆岩给定载荷,分析了层间距变化对采场矿压的影响,确定了覆岩控制 目标层,设计了炮孔空间布置参数.采用高性能煤矿水胶炸药配合多向聚能管和注浆封孔工艺,对煤层的坚硬顶板实施了深孔爆破,取得了良好的坚硬顶板爆破致裂效果,采场巷道围岩变形及工作面矿压显现得到了有效控制.

    特厚煤层坚硬顶板覆岩结构深孔爆破围岩变形

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    复合采空区覆岩冒落机理及其协同治理方法研究

    张东杰刘泽宇段晓博拓明轩...
    91-96页
    查看更多>>摘要：针对某矿浅孔留矿法开采时,复合采空区可能导致冒落冲击及地表陷落等危害问题,采用理论分析与数值模拟相结合的方法进行了覆岩冒落机理及采空区治理方法的研究.通过岩体极限冒落跨度力学分析,计算得到采空区顶板极限冒落跨度为46.4 m,小于采场长度,采空区存在冒落风险;RFPA2D数值模拟结果表明,采动应力影响下采空区暴露空间大小、优势节理组及应力平衡拱的存在是导致覆岩冒落呈现快速—缓慢冒落机制的主要影响因素.对于复合采空区条件下的矿体开采,所留顶柱并不能有效支撑采空区,据此,提出了顺次崩落中段顶柱与地表协同充填的复合采空区治理方法,消除采空区危害的同时,可有效回采40％的顶柱矿量,创收经济效益达1350万元,研究可为矿山复合采空区治理提供借鉴.

    浅孔留矿法复合采空区极限冒落跨度采空区治理地表协同充填

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    基于断裂力学的浅埋工作面过沟谷地形上坡段切顶机理分析

    杨登峰李小双马天辉谢生荣...
    97-106页
    查看更多>>摘要：浅埋煤层工作面推进至沟谷地形上坡段时,易出现关键层破断块体沿煤壁整体滑落失稳的大范围动载矿压灾害.根据沟谷上坡段顶板破断特征,基于断裂力学分析方法构建力学模型,探讨了顶板失稳的力学机理及基本顶破断失稳条件,获得了顶板来压步距及支架工作阻力的计算公式,并对各关键致灾因素进行了分析.研究结果表明:随着工作面推进,基本顶损伤区裂纹尖端的集中应力和应力强度因子增大,当应力强度因子增大到临界值时,悬臂梁破断工作面来压;沟谷坡角大小对来压步距及支架工作阻力起主要作用,损伤区裂纹长度、基本顶厚度、断裂韧性等因素也对其有较大影响;通过在麻地梁煤矿2103工作面进行现场监测,对理论分析结果进行了验证,进一步分析了支架阻力的合理值.研究工作提高了工作面过沟谷地形上坡段顶板控制的准确性,能够有效促进矿井的安全生产.

    浅埋煤层沟谷地形上坡段断裂力学支架工作阻力

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    中关铁矿有轨运输巷底鼓变形监测分析及控制技术研究

    王社光于庆磊于兴社蒲江涌...
    107-113页
    查看更多>>摘要：巷道围岩变形是影响其稳定性的重要因素之一.针对中关铁矿有轨运输巷道底鼓变形难题,采用激光扫描仪获取巷道变形后的 目标点云数据并进行降噪处理,为克服巷道变形前源点云数据缺失问题,利用NURBS曲面建模技术构建变形前的源点云数据,并利用griddle网格工具进行加密;在此基础上,采用基于点到面(P2P)距离和K近邻算法,对巷道变形量进行计算和分析.结果表明,85.8％的区域底鼓变形值在30 cm以上,且呈现出明显的非均匀现象;根据巷道底鼓变形规律并结合现场实际,提出了"反底拱+锚网喷+短锚索"的组合支护修护方案,并对修复后的围岩稳定性进行分析,工程实践表明,巷道的变形趋势得到了有效控制,顶底板总移近量为52 mm,巷道两帮最大变形量约为39 mm,未再出现明显的底鼓现象.

    有轨运输巷道变形监测三维激光扫描底鼓变形底鼓控制

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    水-力耦合下隔水关键层渗透性演化特征

    谢国良胡博单成方杨旭...
    114-122页
    查看更多>>摘要：隔水关键层对水体及含水层下煤层安全开采影响重大.为了研究隔水关键层渗透性演化规律及采动隔水关键层的隔水性能,以新安煤矿15130工作面水库下采煤为工程背景,开展隔水关键层水-力耦合渗流试验和采动隔水关键层隔水性能数值模拟试验.结果表明:承载压缩下隔水关键层渗透系数-应变曲线可分为4个阶段,且与应力-应变曲线的4个阶段对应,分别为渗透系数骤减阶段、渗透系数缓慢递减阶段、渗透系数缓慢回升阶段、渗透系数骤增阶段;压密阶段围压的变化更容易引起隔水关键层渗透系数的变化,水压与渗透系数在1～2 MPa范围内不成正相关关系;15130工作面上方隔水关键层在采动影响下发生弯曲变形,但整体上看,隔水关键层依然具有良好的隔水性能.研究结果对水体下采煤具有一定的借鉴意义.

    隔水关键层隔水性能水-力耦合渗透系数水体下采煤

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    松软低渗突出煤层定向水力压裂增透消突实践

    王晓强樊世星
    123-129页
    查看更多>>摘要：针对松软低渗突出煤层瓦斯含量大、难抽采,石门揭煤过程中易发生突出等问题,研究了定向水力压裂增透消突技术.首先,阐明了定向水力压裂增透机理,通过理论计算得出煤层起裂压力、流量、注水量分别为22.8～30.5 MPa、130～200 L/min和216 m3.据此,在揭煤预抽巷道内布设4个水力压裂孔和2个裂隙导向孔.压裂过程中,泵压、平均注水流量、单孔注水量分别达到28～31 MPa、140～177 L/min和260～330 m3,同理论计算的数据基本吻合.试验结果表明:定向水力压裂影响半径大于30 m,煤层透气性系数达到0.840 m2/(MPa2·d),是原始煤层的60倍;单孔瓦斯浓度提高50％～80％,百孔抽采纯量达1.9 m3/min,瓦斯抽采量提高90％.采用定向压裂后,揭煤钻孔工程量缩减64％,抽采达标时间比预计工期提前了 36 d.该技术可为类似瓦斯治理工程提供借鉴.

    松软低透煤层增透定向水力压裂瓦斯抽采

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    上保护层开采煤岩卸压效应的光纤感测工业试验研究

    雷武林柴敬丁国利张有志...
    130-137页
    查看更多>>摘要：明晰保护层开采卸压空间效应对于优化矿井开拓布局至关重要.以葫芦素煤矿为工程背景,采用分布式光纤传感技术监测煤岩体变形,根据工作面采动空间位置关系及光感数据变化,分析下伏煤岩体的应变分布动态特征,根据上保护层开采过程中下伏煤岩体的应力增高、应力减小、应力恢复的动态变化过程,揭示了不同深度条件下煤岩体应变增减尺度的明显差异性,获得了上保护层开采卸压保护范围参数:倾向和走向的卸压角分别为63.6°和58.7°,卸压滞后距和最大深度分别为14.2 m和28.4 m.研究结果能够为分布式光纤传感技术在保护层开采卸压效应监测中的推广应用提供重要参考依据.

    分布式光纤传感技术上保护层开采卸压效应工业试验

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    基于复合岩体弹性模量优化底板注浆加固深度

    许成富苗葳张博淞李磊...
    138-143页
    查看更多>>摘要：以焦作矿区底板注浆加固改造工作面为研究背景,采用超声波法实测工作面底板注浆前后岩体弹性模量,定量分析了注浆深度范围内复合岩层整体强度变化特征,研究了底板注浆加固对工作面复合岩层底板破坏带的影响.结果表明:经注浆加固后,底板泥岩、砂质泥岩、砂岩、L9灰岩、L8灰岩的弹性模量分别增长了 640％～852％、241％～641％、221％～247％、176％、40％～159％,底板破坏深度由 30.59 m降低至11.7 m,减少了约62％;随着注浆加固后底板破坏深度减小,绝对隔水层厚度随之增加,对工作面底板注浆加固深度进行优化,采用双层立体布孔方式,在保证底板注浆效果的同时,降低3140 m工程总钻探进尺,并较原计划节约了 35 d施工工期.

    大水矿床开采弹性模量底板注浆加固复合岩体强度超声波法

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    穿层钻孔帷幕注浆一体化技术的实践研究

    马广兴王东杰陈立伟边乐...
    144-151页
    查看更多>>摘要：车集煤矿底抽巷经过多轮瓦斯抽采穿层钻孔后,巷道围岩产生了较多的裂隙,导致钻孔封堵不严密,影响瓦斯抽采效果.针对此问题,选择帷幕注浆技术对巷道进行加固.首先,通过COMSOL Multiphysics软件建立实体煤岩钻孔注浆数值模型;然后,根据数值模拟结果分析注浆浆液在裂隙岩体中的扩散规律,并设计出适宜的注浆方案;最后,在现场开展钻帷一体化帷幕注浆和注帷一体化封孔注浆工艺的试验研究.结果表明:采取帷幕注浆措施能够有效封堵裂隙,提升瓦斯抽采浓度.相较于非帷幕注浆钻孔,试验钻孔单孔平均始抽浓度提高了 9.4个百分点,单孔平均再抽浓度提高了 14.5个百分点.该技术为类似矿山帷幕注浆工程提供了技术借鉴.

    帷幕注浆穿层钻孔瓦斯抽采封堵裂隙数值模拟

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