近水平煤层开采上覆岩层运动与沉陷规律相关研究

将近水平煤层开采的上覆岩层运动与地表沉陷作为一个整体系统进行研究,论述了采场上覆岩层的运动规律和裂隙拱的形成及发展变化过程。并结合地表沉陷的GPS观测,确定了针对具体地质条件的地表移动变形边界角、移动角,找到了井下工作面推进位置与地表下沉速度之间的关系。     

岩层移动动态过程的离散单元法分析

采动覆岩动态发展过程受地质、采矿条件诸多因素的影响,是一个十分复杂的时空过程。通过离散单元法数值模拟,揭示了综放开采条件下采场上覆岩层动态发展规律,特别是覆岩离层缝隙的分布规律、发展形态、空间位置以及与地质采矿条件的关系,揭示了工作面推进过程中,采场上覆岩层中重新分布的应力大小、方向及其发展变化规律,该应力的存在和变化规律是确定井下开采方法、支护方式的依据。     

关于露天开采铁矿的勘探程度

为了多快好省地开发矿业,许多矿区正充分利用各方面的有利条件,实行露天开采.对于分布广泛的鞍山式铁矿来说,尤其是这样.实践经验证明,露天开采的矿区,只有考虑到开采方法的特点,合理地安排地质勘探工作,才能适应矿山设计、建设和生产对地质资料的需要.一、关于矿体边界的圈定在露天开采的矿区,矿体边界必须用勘探工程具体控制,取得工业储量,而不应当是推断的远景储量,这与井下开采的矿山是不同的.矿体边界的准确程度,直接关系到露天矿的开采境界线的合理确定,因而也影响到     

近地表上覆岩层直壁塌陷机理及稳定性分析

介绍了川口钨矿塌陷区岩层的地质条件、岩石的力学性质和工程地质调查与评价的结果;通过井下和地表现场调查和勘察测定,给出了井下采空区的边界范围和地表塌陷范围的对照图,分析了上覆岩层的塌陷特点,确定了采空区上覆岩层呈现典型的筒状直壁塌陷。根据采空区围岩和上覆岩层的节理裂隙发育程度不同,采用太沙基地压理论解释了采空区周边围岩和上覆岩层的力学作用机理和破坏特点,对太沙基理论进行了改进,并给出了力学分析图、推导了地压计算公式;进而采用极限破坏理论对不同开采跨度时上覆岩层的稳定性进行了分析和计算,并给出了在保证不产生筒形塌陷条件下、不同覆盖层厚度时的安全开采跨度和安全系数之间的量化关系。     

开滦东欢坨矿北二采区冒裂带高度可视化数值模拟

针对东欢坨矿区开采煤8、煤9诱发的顶板涌(突)水问题,在分析研究区内水文地质、工程地质条件的基础上,综合考虑了冒裂带发育高度的各种影响因素,确立了研究区的评价模型,并根据采面规格和开采方法设计了6种模拟方案。采用世界上先进的数值模拟评价的FLAC3D专业软件包,对开采煤8、煤9顶板冒裂带发育高度进行了可视化数值仿真模拟分析,计算出6种方案的冒裂带高度。      

厚黄土覆盖山区开采沉陷预计

以铜川矿区90 5山区地表观测站的观测资料为基础,对山区地表移动变形的特征进行了具体分析,获得稳定后的走向、倾向主断面移动曲线,建立了走向主断面的下沉和水平移动表达式,把山区地表移动看作是开采影响分量和开采影响下的山坡滑移分量叠加的结果。用影响函数叠加法确定出该地质条件下的预计参数,分离出山区滑移影响参数P(x),并进行了滑移影响的定量分析和移动变形的预计检验,预计结果与实际吻合程度较好,所提出的参数求取方法和参数可在类似地质采矿条件下参考使用。      

贵州谊源煤矿矿山环境影响耦合分区

准确划定矿山环境影响范围,可有效地开展矿山环境保护与综合治理,并促进矿山可持续发展。在分析矿山环境问题现状的基础上,根据采掘活动过程中的安全开采深度、移动角、边界角和地下水均衡原理,系统地分析和计算矿业活动对矿山环境的几类不同影响范围。利用移动角确定地质灾害危险性大区、采用边界角确定井下开采影响范围和利用地下水位降落漏斗“大井法”定出疏排水影响范围。依据矿山环境问题类型影响耦合程度,相应地将影响耦合范围划分为严重区、较严重区和较轻区3类,并给出其量化指标。      

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     

油页岩技术可采系数研究与应用

油页岩技术可采系数是将油页岩资源转化为油页岩技术可采资源的关键参数。由于我国油页岩井下开采少,且规模小,无经验借鉴。油页岩开采技术与煤炭开采技术相类似,通过分析油页岩技术可采系数的影响因素,参照煤炭规范中所规定的煤炭地下及露天开采回采率标准,建立了不同条件（开采方式、厚度、倾角和地质类型）、不同资源类型的油页岩技术可采系数的取值标准。油页岩技术可采系数影响因素确定为开采方式（露天开采和地下开采）、厚度（薄层、中厚层和厚层）、倾角（缓倾斜、倾斜和急倾斜）和地质类型（简单、中等和复杂）;不同资源类型（13种）确定技术可采系数时,选取了不同的可信度系数（1.0~0.5）。油页岩露天开采技术可采系数确定为95.0%～42.5%,地下开采油页岩技术可采系数确定为75%～22.5%。并以吉林省汪清罗子沟盆地油页岩资源评价为例进行了具体应用。     

司家营铁Ⅲ

从水文地质条件、充水情况等方面研究影响司家营铁矿Ⅲ采场地下水涌水量因素;在矿区水文地质条件的基础上,进行了矿区地下水均衡计算,通过矿区地下水影响因素的综合分析,计算出矿区地下水总补给量和总排泄量,得出两者的平衡关系;分别采用大井法及数值模拟法,对司家营铁矿Ⅲ采场露天转井下深部开采不同中段的地下水涌水量进行计算,并结合自然降水和考虑露天采场回填废石影响,系统预测了不同开采中段矿坑总涌水量。研究成果表明,矿区地下水呈负均衡状态,对矿区开采呈有利态势;矿坑系统涌水量综合预测结果与阶段性的实测资料较为一致,为司家营铁矿Ⅲ采场井下防排水及地质环境保护奠定了基础。     

一种新的二维电阻率模拟方法

目前，对地下介质作电阻率成像需要将研究区域网格化。本文以格林函数为数学工具导出了网格化地电模型二维问题的边界积分方程，该方程适合于电阻率成像。用边界单元法求解该方程可以得出空间电位分布，从而进行视电阻率模拟。计算与实验结果的对比表明，这种方法是正确、可行的。     

广西凤山县金牙金矿CSAMT法深部找矿预测研究

广西凤山县金牙金矿经过近30年的开采,现面临严重的资源危机,急需开展深部找矿工作。金牙金矿是滇黔桂地区较为典型的微细粒浸染型金矿,主要以断裂构造控制为主,为了查清矿区断层在深部的产状与延伸情况,笔者在该金矿区参与开展了CSAMT工作,布设了7条CSAMT剖面,通过带地形的二维反演计算,并结合矿区地质特征等对7条剖面进行解译,指出了矿区F1、F2控矿断裂在深部较准确的位置。经钻孔验证,取得了良好的找矿效果,表明CSAMT法在本区寻找金矿是有效的,可在滇黔桂地区深部找矿工作中发挥重要作用。     

Application of electromagnetic techniques in survey of contaminated groundwater at an abandoned mine complex in southwestern Indiana,U.S.A.

In part of a large abandoned mining complex, electromagnetic geophysical surveys were used along with data derived from cores and monitoring wells to infer sources of contamination and subsurface hydrologic connections between acidic refuse deposits and adjacent undisturbed geologic materials.Electrical resistivity increases sharply along the boundary of an elevated deposit of pyritic coarse refuse, which is highly contaminated and electrically conductive, indicating poor subsurface hydrologic connections with surrounding deposits of fine refuse and undisturbed glacial material. Groundwater chemistry, as reflected in values of specific conductance, also differs markedly across the deposit's boundary, indicating that a widespread contaminant plume has not developed around the coarse refuse in more than 40 yr since the deposit was created. Most acidic drainage from the coarse refuse is by surface runoff and is concentrated around stream channels.Although most of the contaminated groundwater within the study area is concentrated within the surficial refuse deposits, transects of apparent resistivity and phase angle indicate the existence of an anomalous conductive layer at depth (>4 m) in thick alluvial sediments along the northern boundary of the mining complex. Based on knowledge of local geology, the anomaly is interpreted to represent a subsurface connection between the alluvium and a flooded abandoned underground mine.     

隧道围岩内地下水渗流边界效应影响研究

根据水位条件、施工工艺和防排水设计原则将隧道渗流计算围岩透水边界条件大致划分为4种类型,并分析了不同透水边界条件适应的施工工况。基于复变函数理论和保角映射方法,推导得出4种透水边界条件下隧道围岩内任一点孔隙水压力和隧道涌水量解析计算公式,通过与数值解的对比,印证了解析解的准确性。在此基础上,根据不同透水边界条件下隧道涌水量和围岩关键点孔隙水压力随埋深直径比（ ）的变化规律,分析了透水边界条件的变化对浅埋隧道和深埋隧道的影响,并探讨了浅埋水下隧道渗流计算中透水边界条件的选取。相关结论与认识对于隧道渗流计算和排水设计具有一定的指导作用和参考价值。     

油页岩原位开采地下冷冻墙缓冲距离研究

油页岩原位高温开采,需要在矿区周边建立地下冷冻墙以阻止地下水的流入,防止油气的泄漏。油页岩的高温开采区与地下冷冻墙的冷冻区之间的缓冲距离影响油岩页的开采效果及地下冷冻墙的制冷效果,也影响整个工程的施工成本及运行费用。采用理论计算、数值模拟分析的方法,以最低成本为目标,对合理的缓冲距离进行了详细计算与分析,确定出了合理的缓冲距离,为油页岩高温开采地下冷冻墙的设计提供了理论指导。     

深部走向长壁开采地表移动数值模拟

在对深部开采进行界定的基础上,运用数值模拟手段,基于关键层理论建立三维深部开采模型,对走向长壁式开采地表移动进行分析,数值计算所得三维地表移动图形能够定量、直观描述地表移动,结果与概率积分法预测符合良好,实现对采煤-上覆岩土层破坏-地表沉陷全过程分析,是对煤矿开采沉陷可视化工作的重要补充。通过数值计算,总结了深部开采地表移动特点,并对比深部开采与浅部开采,分析地表影响半径及相关变形指标。分别对充分采动和非充分采动条件下概率积分法下沉系数进行计算,并与传统计算方法进行比较,结果显示:两种开采条件下,下沉系数均小于传统计算结果,基于浅部开采的经验下沉系数不再适合深部采动情况,得出下沉系数随深度增大而变小的结论,并分析这种变化产生的原因。     

多级荷载下弱膨胀土的膨胀变形特性试验研究

为研究压实弱膨胀土的膨胀变形特性,对取自高淳某边坡的弱膨胀土进行固结及浸水膨胀变形试验,研究了在300,200,150,100,75,50,25和12.5 kPa共8种上覆压力下不同初始干密度及初始含水率土体的固结及膨胀变形特征。试验结果表明:初始含水率及初始干密度对弱膨胀土的膨胀变形特性均存在一定的影响,在其余条件相同的情况下,膨胀土的膨胀变形量随着初始干密度的增大而增大,随着初始含水率的增大而减小。分析了膨胀土固结及膨胀变形过程的典型曲线特点,研究了不同初始干密度及初始含水率下土体固结与膨胀曲线膨胀区与压缩区分界点特征,得出在初始含水率相同时,分界点的上覆压力与分界点孔隙比及土体的初始干密度均呈正比关系。通过对土体试验数据的分析拟合,结合土体变形过程中的孔隙比与初始状态关系的推导,提出了弱膨胀土的膨胀变形量计算方法,结合工程包边法路堤填筑的荷载分布,采用分层总和法推导了工程包边法膨胀土路堤填筑的膨胀变形量计算方法,并用于路堤膨胀量的预估中。     

带压开采煤层底板破坏深度理论分析及数值模拟——以陕西澄合矿区董家河煤矿5号煤层为例

随着煤矿开采深度的不断增加,带压开采已经成为深部矿井普遍应用的一种采煤方法,而带压水上采煤的关键问题之一是确定采动引起的底板破坏深度。针对董家河煤矿5号煤层开采引起的底板采动破坏深度开展相关研究,以该矿的507综采工作面开采为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的办法,动态再现了整个底板岩层渐进破坏过程,并得出底板岩层的最大破坏深度为10~11 m,该结果与现场实测结果一致;同时给出了该矿底板岩层破坏深度与工作面斜长和埋深关系的经验公式。该结论为董家河煤矿带压开采工作面煤层底板突水预测与防治提供了科学依据。      

丰祥煤矿水文地质条件及二_1煤层充水因素分析

分析了矿井的水文地质条件,对主要充水含水层进行了分析、划分和对比;对断层构造的导水性、富水性进行了分析。论述了水文地质边界条件。采用大井法和比拟法预测了矿井涌水量,对计算结果进行了评价。对二1煤层充水因素进行了分析,指出奥陶系白云质灰岩岩溶裂隙水为本区二1煤层充水的重要因素之一,并对断裂构造、地表水体、封闭钻孔对二1煤层开采的影响进行了分析。     

马步坎高边坡的采掘沉陷变形

本文通过现场地质调查及变形观测分析提出, 近百年来马步坎高边坡T33岩组中煤层普遍被开采过, 使T33上部坡体发生向坡外的掀斜沉陷, 是导致坡顶后缘拉裂-沉陷进一步发展的直接原因。如果没有新的采掘活动, 随着时间的推移, 最终将会自行稳定下来。