Fuzzy influence function method for calculating mine subsidence in a horizontal seam

Summary The fuzzy influence function method takes account of the effect of the rock mass around the edges of a panel on the surface subsidence. Unlike conventional influence functions, the shape and value of the fuzzy influence function varies with both the position of points calculated on the surface and the position of elements integrated in the extracted area underground. Consequently, the results obtained by using the fuzzy influence function method can automatically give rise to a shift of the inflection point towards the goaf and asymmetry in shape. The accuracy of the calculation is also improved. Case-history examples of mining subsidence engineering show good agreement between the results from geodesic measurements and those calculated from the fuzzy influence function method. The programs for back-analysis of parameters can approach satisfactory results of optimization.     

大井矿冶遗址冶炼产物的输出方向

大井矿冶遗址是我国北方发现最早的一处古铜矿遗址。本文利用ICP方法,测试了该遗址的铜矿、炼渣和辽西地区出土的部分青铜器。结果显示,遗址的冶炼金属产品Ag、As、Sb、Bi、Co、Zn等元素含量偏高,Mo含量偏低。同时发现,这批辽西地区出土的青铜器样品微量元素特征明显不同于铜绿山和皖南的铜锭,而与大井铜矿很相似,其铜料来源很可能来自大井古铜矿或其周边铜矿。这一结论,对探讨大井古铜矿冶炼产品的使用范围和辽西地区的冶金历史有重要意义。     

泾河下综放开采隔离煤柱对覆岩破坏控制作用的物理模拟

根据地质资料,分析了下沟煤矿泾河下特厚煤层大面积综放开采的地质特点,为实现水体下安全回采,确定了在各工作面间留设一定宽度隔离煤柱的开采方案。通过相似材料模拟试验,分析了改本区地质条件下各综放工作面间留设一定宽度隔离煤柱对覆岩破坏的影响。研究证实,隔离煤柱对覆岩破坏起到有效的控制作用。根据试验得出的单工作面最大裂采比,通过最小防水安全煤岩柱垂高的计算,认为地质条件满足泾河下安全回采的要求。且研究成果成功指导了5个工作面安全回采,可为该区及类似条件其他矿井的开采提供参考     

采动微地震波传播与衰减特性研究

为分析采动地震波煤岩响应及其波场特性,构建顶板岩层和煤层2种传播介质接收采动地震波的多通道微震监测系统,研究2种介质采动地震波的传播和衰减特征。研究结果表明：顶板岩层接收到采动地震波的平均波速、加速度均高于煤层,2种介质中的地震波加速度均与爆破装药量成正相关,与传播距离、介质密度负相关。采动微地震波能量、信号时长随传播距离分别呈指数、线性衰减,近爆心处煤层传播微地震波能量、信号时长均高于顶板,超过一定距离后顶板高于煤层;采动微地震波传播距离有限,顶板的有效传播距离高于煤层,地震波有效传播距离与爆破装药量线性正相关。采动地震波低频部分的品质因子高于高频部分,顶板岩层的品质因子高于煤层。研究成果有助于地震波传播介质选取、检波器布设优化。     

Stresses and displacements due to underground mining using a finite element procedure

Summary A two dimensional finite element procedure is applied to simulate a coal mining excavation sequence. A procedure with linear solution steps is developed and applied to an idealized mountain cross-section with exceptionally thick coal seams and large dip angle. The results provide information on pillar pressure, floor and roof stability, displacement characteristics and surface subsidence.The results presented here were obtained in the course of research sponsored by the Department of Energy, Mines and Resources, Grant No. 69-2570.     

采动区地表动态沉降预测的Richards模型

针对Knothe时间函数在采动区地表动态沉降预测中存在着较大偏差的问题,提出了地表动态沉降预测的Richards模型。基于开采过程中的地表沉降变形规律,给出了能够反映地表沉降全过程的理想时间函数模型所具有的基本特征,引入Richards生长曲线模型,分析了模型参数与地质采矿条件之间的定性、定量关系,并探讨了模型的适用范围,指出地表发生连续的、渐变的沉降变形时,模型预测效果较好。实例分析表明,Richards模型符合理想时间函数模型的要求,可较好地模拟采动区地表动态沉降过程,能够计算出地表移动持续时间和地表点在某一时刻的下沉值、下沉速度、加速度等动态参数,且模型的可塑性较强,具有较广泛的适用性     

空间数据挖掘技术

近年来，伴随着空间信息获取技术的快速发展，不同类型的空间数据库以及数据库中的数据量正在不断增长，如何从这些海量数据中提取出隐含的信息和知识已成为人们研究的热点。空间数据挖掘就是为了解决这一科学问题而提出的。该文在回顾已有空间数据挖掘规则的基础上。指出了空间数据挖掘过程中存在的主要问题，进而探讨了未来空间数据挖掘的主要研究方向。     

淮南煤田煤矸石中环境意义微量元素的丰度

淮南煤田矿区开采历史长,煤矸石累计堆存量大,从环境意义角度研究该矿区煤矸石具有其典型性和现实性.根据煤矸石来源、矿区主采煤层和岩性特征,在井下煤系地层系统采集原始煤矸石样品44件,运用现代环境微量元素分析技术(INAA和ICP-MS)测定了煤矸石中46种微量元素,并用冷原子吸收法分析Hg、选择性电极法分析F.进而筛选出11种具有环境意义的有害元素:10种金属元素(Cd、Cu、Ni、Sn、Hg、Mn、As、Cr、Pb、Zn)和1种非金属元素F.并以总量法初步预测和评估这些元素的含量水平和潜在的环境影响.与淮南煤及其土壤、世界煤、华北泥岩的对比可知,煤矸石中Cd、Cu、Mn、Ni、Pb、Sn等超出土壤背景值,有必要对这些元素在矿区环境污染迁移性和累积件的环境效应进行深入调查研究.     

软岩矿区地面下沉及其对工业建筑物影响分析

根据鲁中软岩矿区开采引起地面下沉及地面井塔楼等建筑物倾斜变形的工程实际,采用非确定性研究方法,将深埋破碎金属矿体开采引起地面沉陷或岩体移动变形这一客观现象视为一随机事件,建立了开采引起地面沉陷或岩体移动变形分析的数学模型。利用该模型可对开采引起地面沉陷及其对地表工业建筑物影响进行具体分析评价。通过具体计算分析结果表明,在软岩地层条件下矿体开采地表移动变形的影响范围有随着采深的增加而逐渐增大的趋势。     

罗山矿区滑坡稳定性分析及治理的特殊性

河南灵宝罗山矿区海拔标高640-1100m,山高沟深,地形地貌复杂。自1982年建矿以来,地下采矿工程已在山体下形成大量采空区,这些采空区的变形、破坏和塌陷,加上生产爆破振动等的长期作用与影响,致使矿区目前存在多个受采动影响的潜在滑坡体,并严重影响矿山的正常安全、高效生产。研究、协调并解决采矿与山体稳定性之间的关系,实现在矿山不停产的情况下,完成对矿区山坡的综合治理,成为一项既具有重大经济效益,也具有相当社会影响和环境效益的工程技术难题。针对罗山矿区滑坡体的实际情况,研究指出采空区山体的稳定性具有明显的时间和空间相关特性,随着时间的推移,采矿工程的空间规模会不断扩大,采动影响的空间范围和力度将随之增加。因此,在进行采动诱导山体失稳分析计算以及治理措施研究时,必须充分考虑这种特殊的时空动态影响因素的作用,并采取相应的对策。对于受采动影响的动态不稳定体而言,柔性边坡支护体系比刚性支护体系将更为有效。     

辽宁灯塔西马煤矿充填式开采地表变形预测

针对建筑物保护煤柱的煤炭资源回收问题,根据西马煤矿具体地质采矿条件,选择概率积分法对西马峰村保护煤柱开采后引起地表移动变形进行预计;并以1326工作面似膏体充填开采结果为基础,计算出充填采区工作面的等效采高;预计结果表明,如按设计开采方案布置工作面,西马峰村建筑物损害等级为Ⅱ级,不符合预先制定的标准;将开采方案进行一定的调整后再进行预计,结果表明,西马峰村建筑物所处地表的移动变形值均在建筑物损坏等级I级所规定的范围内,即建筑物在不用维修或简单维修的情况下可以正常使用,则西马峰村保护煤柱似膏体充填开采是可行的。     

融合分布式散射体时序InSAR技术在矿区形变调查中的应用

为了对河北省承德市滦平县张百湾镇周台子村铁矿区进行形变调查和监测,消除安全隐患,在时序CSInSAR（相干散射体InSAR）技术的基础上,开发了48景Sentinel1数据的DSCSInSAR（融合分布式散射体和相干散射体InSAR）技术。该方法首先采用AD (Anderson Darling)检验对同质像素点进行识别,然后基于协方差矩阵特征值分解算法对最优相位进行估计,最终通过时序形变解算得到铁矿区的地表形变结果。研究结果表明：研究区的年平均形变速率范围为-34.50~24.50 mm/a;大部分矿区都存在不同程度的沉降,其中周台子村和路边附近矿区沉降量较大,窑岭沟矿区出现明显抬升现象,最大沉降量和最大抬升量分别达到了34.00和24.03 mm,其形变结果与当地4个GPS监测点结果一致。与CSInSAR技术相比,DS CSInSAR技术极大提高了目标点的密度和干涉图的质量。     

A case study in surface mining simulation with special reference to the problem of model evaluation

Summary This paper discusses the framework for modelling and analysing the materials handling aspects of a conventional contour mine as related to the smaller to medium-size coal mining companies. Special emphasis is placed on model evaluation. The methodology employed consists of: (a) using the surface geometry of the area to be stripped for developing the equations that are used for analysing the critical factors affecting pit layout, (b) effecting engineering and graphical layout of the mine, (c) collecting — through time studies — and analysing equipment characteristic data, (d) constructing the model, and (e) evaluating the model. The results show that the graphical approach for model construction and evaluation is fast, accurate, and reliable.     

沙旺矿区不规则脉状倾斜矿体探采结合与小矿块全面法回采实践

不规则脉状倾斜矿体的开采是矿山企业急需解决的技术问题。该文结合矿山采矿法的多年实践,详细地介绍了沙旺矿区小矿体回采的探采结合采矿法和小矿块全面采矿法的结构布置、参数确定、使用情况及具体措施。采场应用结果表明：这2种采矿方法能够安全地、最大限度地提高资源利用率,可带来显著的社会效益和经济效益。     

矿业城市矿产资源可持续力比较评价

从发展和循环经济的观点看, 由于科技进步的贡献, 矿产资源不仅取决于现今已发现的矿产资源, 还依赖于未来新的和潜在的矿产资源以及替代资源.基于此, 提出“矿产资源可持续力”新概念, 以表征其对人类社会发展的贡献能力.以系统论与可持续发展理论为基石, 建立了“矿产资源可持续力”概念模型及其指标体系, 以及区际间矿产资源可持续力的六因子评价模型, 对中国50座典型矿业城市进行了比较评价, 指出其可持续力演变规律为: 从矿业类型来看, 可持续力沿着石油、综合、冶金、煤炭类逐渐劣化; 从城市发展阶段来看, 沿着中、幼、老年顺序依次下降; 从城市地理分布来看, 沿着东、西、中部逐渐下降; 从城市规模来看, 按照小型、大型及以上、中型城市顺序依次下降.为国家开发矿业城市和矿业城市可持续发展提供了科学的决策依据.      

某砂岩型铀矿床原地浸出采矿的地质及水文地质条件可行性探讨

本文引用大量实际资料同国内外同类型铀矿床采用原地浸出采矿的各种条件进行了对比研究,得出了内蒙古某砂岩型铀矿床基本具备原地浸出采矿的地质和水文地质条件的结论,并提出了今后工作设想和建议。     

Statistical properties of accumulated values and their application in mining estimations

This paper presents results of some investigations on the statistical properties of accumulation of discrete as well as continuous values when a two-dimensional stationary random function is reduced to a one-dimensional function. Based on the results of these investigations, an indirect technique of estimating covariances or variograms of point support grade values is proposed. The efficiency of the technique, particularly in relation to the conventional procedure of covariance estimation, has been demonstrated by an actual case study of a pre-Cambrian high-grade iron ore deposit in eastern India.     

沂源县加强矿政管理的几点思考

矿业权制度改革是一项全新的事物,改革的关键是变无序为有序、无偿为有偿。近几年来,沂源县积极推进矿业权制度改革,盘活矿业权市场,取得明显成效,该文对沂源县采取的措施和效果及工作中的体会做了详细阐述。     

榆神矿区采煤失水危险性分区研究

以榆神矿区区域地质资料为依据,总结了该区煤层与含(隔)水层空间组合类型; 采用三维数值模拟方法,根据塑性条件、破坏准则及应力判别,模拟首采煤层与含(隔)水层空间组合类型下导水裂隙带高度; 通过对比钻孔探测法与数值模拟法,发现数值模拟法具有可行性; 利用模拟结果,绘制矿区导水裂隙带高度空间分布图,总结矿区导水裂隙带高度的整体分布规律; 对比导水裂隙带高度与其首采煤层上覆岩层厚度,总结矿区采煤失水危险性,并进行采煤失水危险性分区; 通过控制采煤失水危险区域的采厚可以达到“保水采煤”的效果。本研究对榆神矿区后期安全生产具有重要的理论意义与实际价值。     

金属矿山崩落采矿法引起的岩层移动规律分析

以典型陡倾结构面条件下的金属矿山--程潮铁矿西区为例,通过对矿区的地表变形监测资料及宏观破坏特征分析,认为矿区的岩层移动分为2个阶段,第1阶段为采空区顶板岩体破坏扩展至地表引起塌陷阶段;第2阶段为采空区周边围岩向采空区的倾倒破坏阶段,并得出了倾倒滑移区的地表岩体变形规律：岩体主要发生水平移动,水平移动值大于沉降值;变形先以缓慢变形为主,然后进入一个快速变形阶段,存在明显的转折点;开采沉陷和地形引起的应力同向叠加作用,使得地表岩体沿下坡方向的变形值增大,特别是水平移动值。同时揭示了矿区岩层移动角的分布特征;南部岩层移动角大于北部,究其原因是北部受最为发育的NNW、NNE结构面影响,倾倒破坏较为严重。所得成果为其他类似的金属矿山工程提供可借鉴的规律。