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矿山岩体破坏微震分异速率特征及预警

有色金属工程 2024年第3期14卷 139-145页

作者：石峰张达王平秦秀山矿冶科技集团有限公司北京100160 中国-南非矿产资源开发利用联合研究中心北京102628 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

在矿山岩体破坏预警研究中,探究岩体损伤特征规律及给出具体预警参数值对保障矿山安全至关重要。以某金属矿山为例,基于微震监测技术建立地压监测系统,结合该矿山某次顶板大范围冒落事件,采用主成分分析法确定最佳统计时间窗口,对顶板... 详细信息

在矿山岩体破坏预警研究中,探究岩体损伤特征规律及给出具体预警参数值对保障矿山安全至关重要。以某金属矿山为例,基于微震监测技术建立地压监测系统,结合该矿山某次顶板大范围冒落事件,采用主成分分析法确定最佳统计时间窗口,对顶板冒落事件前后微震时空演化特征进行分析。分析表明微震事件密度云图中心位置与破坏位置相一致,在岩体破坏前微震数量有持续增多,达到峰值后又迅速下降的前兆信息。以微震数量方差表示微震分异程度,以此表征岩体受损程度,采用有限差分法得出微震事件分异速率指标,结果表明,岩体破坏过程微震分异速率分为稳定分异阶段、加速分异阶段和岩体破坏三个阶段。稳定分异阶段分异速率呈正态分布,采用Gauss Amp函数对其进行拟合,最终得出置信度为0.99的置信区间,将区间上限0.306确定为分异速率预警值。该研究为采用微震监测技术的矿山灾害预警系统的建立提供理论基础,对矿山安全生产管理具有一定借鉴意义。

关键词：微震监测主成分分析分异速率时空演化预警

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深部大矿段采动环境监测及地压动态调控技术

中国有色金属学报 2022年第12期32卷 3871-3882页

作者：秦秀山陈何刘建坡曾宪涛詹光矿冶科技集团有限公司北京100160 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室沈阳110819 金诚信矿业管理股份有限公司北京100089 中国有色矿业集团有限公司北京100029 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

针对深井开采中高应力、强扰动、难调控等行业共性难题,开展深部大矿段采动地压动态调控技术研究。通过研发基于正演数值模拟和反演定位补偿的高精度微震定位技术、适用深井高温条件的智能化分布式微震监测装备以及高能量吸收支护系统,... 详细信息

针对深井开采中高应力、强扰动、难调控等行业共性难题,开展深部大矿段采动地压动态调控技术研究。通过研发基于正演数值模拟和反演定位补偿的高精度微震定位技术、适用深井高温条件的智能化分布式微震监测装备以及高能量吸收支护系统,建立深部金属矿床开采过程应力转移与开采工艺参数的相关性关系模型、动力灾害安全定量预警方法,进而实现采动地压动态调控。深部大矿段采动环境监测及地压动态调控技术研究实现了基于开采环境模型−多源实测数据感知−分析与反分析判别−开采工艺调整−地压实测反馈的深井开采地压动态调控新模式,提高了矿山本质安全,可为深部规模化开采地压控制提供技术保障。

关键词：深部大矿段开采采动环境监测地压动态调控多维数据融合一体化平台

基于MRMR的自然崩落法可崩性综合评价研究

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岩石力学与工程学报 2016年第A2期35卷 4148-4153页

作者：曹辉于世波王贺秦秀山原野北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 北京矿冶研究总院北京100160

岩体的可崩性是决定自然崩落法成败的关键,旨在建立一套基于三维地质统计学方法的矿岩可崩性评价体系。采用距离幂次反比法将钻孔采取的地质信息三维空间数字化,采用3DMine数值计算平台构建基于MRMR岩体质量评价体系的三维数字化模型,... 详细信息

岩体的可崩性是决定自然崩落法成败的关键,旨在建立一套基于三维地质统计学方法的矿岩可崩性评价体系。采用距离幂次反比法将钻孔采取的地质信息三维空间数字化,采用3DMine数值计算平台构建基于MRMR岩体质量评价体系的三维数字化模型,从宏观方面评价岩体可崩性区域分布;结合工程类比及崩落块度预测,形成一套矿岩可崩性综合评价体系;最后,将该评价方法应用于Don Javier矿区自然崩落法可崩性评价研究。研究结果表明,该评价体系能够满足自然崩落法岩体可崩性评价分析的需要;Don Javier矿区1 800-2 400 m的MRMR均值为56.4,矿体Ⅲ级中等可崩,初始拉底面积约为15 000 m2;预测Don Javier矿区的崩落块度在0.06-2.95 m3范围,侧面验证了可崩性评价结果的合理性。

关键词：采矿工程自然崩落法可崩性 MRMR 工程类比崩落块度

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铜山矿矿岩可崩性评价及崩落演化规律研究

有色金属工程 2023年第6期13卷 115-123页

作者：王宇晨王堃王建华秦秀山黑龙江多宝山铜业股份有限公司黑龙江黑河161400 矿冶科技集团有限公司北京100160 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

为研究铜山矿Ⅱ号矿体自然崩落法的可行性,通过相似工程类比,初步获得了铜山矿矿岩可崩性分级。根据现场工程地质调查数据,基于Laubscher崩落图法建立了铜山矿矿岩可崩性评价模型,获得了三种不同拉底形状条件时的水力半径。利用GPI 3D F... 详细信息

为研究铜山矿Ⅱ号矿体自然崩落法的可行性,通过相似工程类比,初步获得了铜山矿矿岩可崩性分级。根据现场工程地质调查数据,基于Laubscher崩落图法建立了铜山矿矿岩可崩性评价模型,获得了三种不同拉底形状条件时的水力半径。利用GPI 3D FDEM构建了铜山矿Ⅱ号矿体自然崩落法三维数值模型,通过研究整个崩落过程中的应力与位移变化,获得了初始崩落面积和持续崩落面积,揭示了拉底速率对矿体崩落效果的影响规律、不同拉底速率拉底过程中底板应力演化规律以及自然崩落法采矿对研究区域地表沉降的影响规律。结果表明:铜山矿矿岩可崩性属中等;初始和持续崩落水力半径分别为15.5、27.5 m;拉底形状为圆形时所需拉底面积最小;发生初始、持续崩落所需拉底面积随长宽比增大而增大;断层破碎带能够促进损伤破裂向其汇集,也对损伤破裂的扩展具有阻隔作用。

关键词：可崩性评价崩落规律数值模拟

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采场顶板锚索锚杆联合支护加固效果模拟分析

有色金属（矿山部分） 2022年第2期74卷 22-28,60页

作者：秦秀山王志修矿冶科技集团有限公司北京100160 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

工程岩体质量等级为Ⅲ级和Ⅳ级的采场顶板,因其岩体破坏特点和破坏程度不同,需采取不同强度的支护方案。针对不同岩体质量等级采场顶板初选的锚索锚杆联合支护技术参数,建立数值分析模型并选取若干关键位置监测点,对模拟开采过程中的变... 详细信息

工程岩体质量等级为Ⅲ级和Ⅳ级的采场顶板,因其岩体破坏特点和破坏程度不同,需采取不同强度的支护方案。针对不同岩体质量等级采场顶板初选的锚索锚杆联合支护技术参数,建立数值分析模型并选取若干关键位置监测点,对模拟开采过程中的变形量、应力值、塑性区范围等进行实时监测,以反映采场顶板锚索锚杆联合支护技术方案的加固效果。通过数值模拟计算对采场顶板支护前后相关监测参数对比分析,结果表明:采场顶板区域支护后拉应力值比未支护时降低约35%,支护作业最大可降低顶板位移量48.3%,支护后顶板塑性区范围明显减少。锚索锚杆联合支护可大幅提高采场顶板的安全性,较好地控制顶板应力值和位移量,保障采场内作业安全。研究结果可为类似矿山采场顶板支护方案选择和加固效果评价提供指导。

关键词：采场顶板锚索锚杆联合支护加固效果数值模拟

贯穿断层及隐伏巷道对某露天边坡稳定性影响数值模拟分析

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有色金属（矿山部分） 2023年第1期75卷 62-67页

作者：王志修秦秀山矿冶科技集团有限公司北京100160 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京102628

为研究贯穿断层(F_(1))及历史采空巷道对广东某露天矿边坡稳定性的影响,基于现场工程调查得到不同岩组的岩体质量评价指标,采用Hoek-Brown强度准则及工程类比法得到岩体参数,结合实际工况建立含贯穿断层及历史采空巷道的三维地质模型进... 详细信息

为研究贯穿断层(F_(1))及历史采空巷道对广东某露天矿边坡稳定性的影响,基于现场工程调查得到不同岩组的岩体质量评价指标,采用Hoek-Brown强度准则及工程类比法得到岩体参数,结合实际工况建立含贯穿断层及历史采空巷道的三维地质模型进行综合边坡稳定性分析。结果显示:在154 m及197 m水平位置的历史采空巷道,边坡顶部及坡面位移较小,拉应力小于岩体抗拉强度,同时塑性区未能进行上下贯通;矿区贯穿断层(F_(1))在坡面的拉应力值小于全风化岩体的抗拉强度,最大位移仅在坡顶及底部,竖向位移量为1.4 mm,在贯穿断层附近塑性区无贯穿情况发生。结合以上分析,贯穿断层及历史采空巷道对自然状态下的边坡稳定性影响不大,该结论为矿山安全生产奠定了基础。

关键词：贯穿断层采空巷道露天边坡稳定性数值模拟

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某矿山4~#碎矿站主溜井垮塌破坏原因分析

中国矿业 2018年第B10期27卷 241-244页

作者：秦秀山北京矿冶科技集团有限公司北京100160 国家金属矿绿色开采国际联合研究中心北京100160

通过对某矿山4~#碎矿站主溜井围岩岩体工程地质特征和使用过程问题分析,认为溜井已发生井壁垮塌,随后对垮塌情况进行了三维激光扫描。溜井垮塌破坏的原因分析及以此为基础采取加固修复措施,是保障溜井安全运行的首要任务。分别从工程地... 详细信息

通过对某矿山4~#碎矿站主溜井围岩岩体工程地质特征和使用过程问题分析,认为溜井已发生井壁垮塌,随后对垮塌情况进行了三维激光扫描。溜井垮塌破坏的原因分析及以此为基础采取加固修复措施,是保障溜井安全运行的首要任务。分别从工程地质条件影响、溜井中矿石对井壁的磨蚀作用、矿石倒入溜井对井壁的冲击作用和放矿制度影响作用等多方面分析了主溜井垮塌破坏的原因,得到了各因素的影响作用规律。该分析结果可为类似溜井垮塌破坏原因分析和加固方案设计提供技术参考。

关键词：主溜井垮塌三维激光扫描原因分析

垮落体中残留资源条件再造采矿方法研究与应用

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矿业研究与开发 2012年第6期32卷 1-3,39页

作者：秦秀山陈何北京矿冶研究总院北京100160

通过对深部采空区垮落体中残留资源的开采现状及其存在的问题进行分析,阐述了残留资源开采的研究重点,进而对采空区垮落体中残留资源条件再造采矿方法进行了研究。在铜坑矿的应用表明,该技术在深部采空区垮落体残留资源开采中是一种行... 详细信息

通过对深部采空区垮落体中残留资源的开采现状及其存在的问题进行分析,阐述了残留资源开采的研究重点,进而对采空区垮落体中残留资源条件再造采矿方法进行了研究。在铜坑矿的应用表明,该技术在深部采空区垮落体残留资源开采中是一种行之有效的方法,对类似矿山具有借鉴意义。

关键词：深部采空区垮落体残留资源条件再造采矿方法

基于钻孔超声波成像测试技术的岩体完整性分析

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有色金属工程 2017年第1期7卷 82-86页

作者：秦秀山曹辉北京矿冶研究总院北京102628

钻孔超声波成像测试技术能够提取工程勘察钻孔中岩层产状信息并提供钻孔岩层三维信息图。在某工业园区的工程勘察中,完成了多个钻孔的超声波成像测井,以其中的一个钻孔为例,研究分析了钻孔超声波成像测试获取的结构面倾角、倾向和节理... 详细信息

钻孔超声波成像测试技术能够提取工程勘察钻孔中岩层产状信息并提供钻孔岩层三维信息图。在某工业园区的工程勘察中,完成了多个钻孔的超声波成像测井,以其中的一个钻孔为例,研究分析了钻孔超声波成像测试获取的结构面倾角、倾向和节理方位频率图等。结果表明:钻孔超声波成像测试技术可以对钻孔所揭露的岩体完整性进行定量分析,为区域稳定分析、工程岩体质量分级及工程设计提供重要基础数据,对提高工程勘察质量具有重要意义。

关键词：钻孔超声波成像测试岩体完整性