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海底金矿深部开采围岩扰动破坏特征及支护优化研究

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海底金矿深部开采围岩扰动破坏特征及支护优化研究

作者：刘振山东理工大学

学位级别：硕士

三山岛金矿西山矿区开采深度现已达1000m以上。随着开采深度的增加,三山岛金矿深部开采的典型特征已经显现,地应力高、岩爆问题突出、采场温度高、矿井涌水量加大、地压显现日益加剧,围岩变形、塌方、冒顶、片帮等安全隐患日渐增多,尤... 详细信息

三山岛金矿西山矿区开采深度现已达1000m以上。随着开采深度的增加,三山岛金矿深部开采的典型特征已经显现,地应力高、岩爆问题突出、采场温度高、矿井涌水量加大、地压显现日益加剧,围岩变形、塌方、冒顶、片帮等安全隐患日渐增多,尤其是在-600m水平以下的开拓中出现了显著的岩爆现象,这些灾害对三山岛金矿的安全生产造成了很大的影响,严重地制约企业的发展。为此,本文基于矿区深部的复杂环境及面临的主要问题,采用室内试验、数值模拟、节理裂隙扫描、现场监测和理论分析等研究方法和技术手段,对三山岛金矿深部围岩开采扰动与支护优化进行了系统研究,以保障西山矿区深部矿产资源安全高效开采。主要研究成果如下:(1)通过开展高应力条件下岩石刚性三轴压缩循环加卸载试验,分析了加卸载过程中能量的演化规律和分配规律。通过分析花岗岩能量占比曲线,得出试验机输入能量大部分转化为内部弹性能,在实际工程中原岩应力越大的位置,弹性能所占的比例越大,在此位置开挖将会导致弹性能大量释放。(2)利用FLAC模拟研究了不同倾角节理对应力波传播的影响及岩体的动力响应规律。当巷道围岩受动载扰动时,巷道顶板和底板处塑性区的面积随着与应力波加载面的距离的增加、应力波幅值的增大以及应力波频率的减小而增大,破坏形式从以剪切破坏为主变为以张拉破坏为主,两帮主要以剪切破坏为主。随着节理面倾向与巷道走向的夹角增大,塑性区面积呈现小幅度的先增加后减小的趋势。(3)采用结构面数字识别系统对-780m水平巷道围岩进行结构面调查分析,获得结构面的详细信息,并基于分析结果,模拟了存在不同产状裂隙的巷道在应力波作用下的围岩动态稳定性,并结合矿区深部多个应力监测点的监测数据,得出随着开采扰动影响的减弱,各监测点的应力值逐步回落并趋于稳定,岩体较为稳定。(4)针对三山岛金矿深部高应力、高渗透压、高温、强扰动的水化学腐蚀环境特征,研究了传统管缝式锚杆锚固力的腐蚀退化特征,提出螺纹钢树脂锚杆支护方案,分析了不同腐蚀速率下锚杆截面损失与屈服失效时变特征,现场工业试验表明:采用螺纹钢树脂锚杆的锚网喷支护具有成本低廉、施工速度快、支护效果好、支护形式多样等优点。

关键词：海底金矿深部开采围岩扰动支护优化

三山岛海底金矿突涌水优势渗流通道与来源研究

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工程地质学报 2015年第4期23卷 784-789页

作者：郭捷马凤山赵海军李克蓬吕树新原冬成中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京100029 山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿莱州261442

在对巷道导水裂隙详细调查量测的基础上,通过对导水裂隙产状的归纳总结,结合涌水水样的温度、矿化度及氢、氧同位素的动态监测结果,分析了三山岛金矿两个矿区的渗流优势方位以及矿坑水与地表水体的连通性。研究表明:西山矿区的渗流优势... 详细信息

在对巷道导水裂隙详细调查量测的基础上,通过对导水裂隙产状的归纳总结,结合涌水水样的温度、矿化度及氢、氧同位素的动态监测结果,分析了三山岛金矿两个矿区的渗流优势方位以及矿坑水与地表水体的连通性。研究表明:西山矿区的渗流优势方位与最大水平地应力平行,而新立矿区的渗流优势方位与最大水平地应力近于垂直;西山矿区存在海水、基岩咸水和第四系淡水的稳定补给,新立矿区的咸水和淡水补给量不断减小,海水补给量不断增大;新构造断裂对矿区渗流优势方位的控制作用大于采动裂隙,使得西山矿坑与地表水体存在良好的连通性,也控制着海水补给矿坑的方式;而新立矿仅在采动裂隙的影响下与海水、咸水和淡水存在较弱的连通性。

关键词：海底金矿突涌水新构造断裂导水优势通道连通性

三山岛海底金矿开采沉陷及对陆基建筑物的影响研究

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三山岛海底金矿开采沉陷及对陆基建筑物的影响研究

作者：岳严良中南大学

学位级别：硕士

金属矿山开采沉陷是矿山开采产生的工程灾害之一,它不但给环境产生了一系列的恶劣影响,同时也给矿区及周边建筑造成了损害,影响了建筑的安全使用,因此对金属矿山开采损害的研究具有重要意义。本文以三山岛海底金矿开采损害为工程背景,... 详细信息

金属矿山开采沉陷是矿山开采产生的工程灾害之一,它不但给环境产生了一系列的恶劣影响,同时也给矿区及周边建筑造成了损害,影响了建筑的安全使用,因此对金属矿山开采损害的研究具有重要意义。本文以三山岛海底金矿开采损害为工程背景,陈述了海底采矿的工程概况以及开采沉陷的研究难点,在此基础上研究了海底硬岩矿床的岩层内部移动监测方法,包括监测线及监测点的设置,并成功应用了多点位移计对矿区进行了岩层移动监测;在现场岩层移动监测的同时,也对矿区开采沉陷与建筑损坏进行了理论分析,包括海底开采岩层移动与地表沉陷的形式、岩层移动与地表沉陷的影响因素概括,并对开采沉陷连续介质模型中的板理论和非连续介质模型中概率积分法进行了公式推导,评价了这两种方法的优劣和适用范围。在此基础上选用了有限元数值计算的方法,以现场岩层移动监测数据为实际指导,对三山岛金矿海底开采沉陷进行了3D有限元数值分析,得出了开采沉陷的基本规律。最后对陆基建筑物的影响程度进行了分析评价,并提出了控制措施。

关键词：海底金矿开采沉陷岩层移动位移监测数值模拟建筑损坏

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新立海底金矿床成矿规律研究与成矿预测

中国矿山工程 2011年第4期40卷 39-42页

作者：王振军刘福江魏开林山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿山东莱州261442

充分搜集矿床以往地质、物化探及科研成果资料,在对矿山开采范围内已经探明的主矿体地质特征进行探采对比及综合分析的基础上,类比同类型金矿床深部勘查成果,对本矿床Ⅰ号主矿体中控矿构造进行分析,研究成矿规律,对其成矿远景进行了预测... 详细信息

充分搜集矿床以往地质、物化探及科研成果资料,在对矿山开采范围内已经探明的主矿体地质特征进行探采对比及综合分析的基础上,类比同类型金矿床深部勘查成果,对本矿床Ⅰ号主矿体中控矿构造进行分析,研究成矿规律,对其成矿远景进行了预测,圈定了西南成矿预测靶区,对西南部矿体赋存状况及矿体规模进行了预测推断。

关键词：地质特征成矿规律成矿预测海底金矿

三山岛海底金矿突涌水优势渗流通道与来源研究

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三山岛海底金矿突涌水优势渗流通道与来源研究

中国科学院地质与地球物理研究所2015年度（第15届）学术年会

作者：郭捷马凤山赵海军李克蓬吕树新原冬成中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院页岩气与地质工程重点实验室山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿

关键词：海底金矿突涌水新构造断裂导水优势通道连通性

来源： cnki会议评论

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胶西北海岸带海底基岩矿床开采海水入浸防治

现代矿业 2024年第3期40卷 203-207页

作者：盛建华张颖卫茂萱韩代成烟台市自然资源和规划局烟台市社会保险服务中心山东省地质科学研究院

海底基岩矿床顶部分布着大面积的海水,开采过程中存在海水突入矿坑问题。以胶西北海岸带区域为研究背景,对矿坑涌突水的影响因素及涌水量进行分析,并提出防治措施。结果表明,自然灾害、开采活动、孔隙含水层是导致矿坑涌突水主要原因;... 详细信息

海底基岩矿床顶部分布着大面积的海水,开采过程中存在海水突入矿坑问题。以胶西北海岸带区域为研究背景,对矿坑涌突水的影响因素及涌水量进行分析,并提出防治措施。结果表明,自然灾害、开采活动、孔隙含水层是导致矿坑涌突水主要原因;提出了留设保安护顶矿(岩)柱,钻孔注浆,加强地表防海水入浸配套设施建设,提高井下排水系统能力,构筑防水闸门等措施。胶西北海岸带海底金矿开采时-165m标高以上设为保安护顶矿柱是安全的,北皂煤矿-200m以上设为保安护顶矿柱是安全的;海底金矿极限开采高度为-65~-87.2m,北皂煤矿极限高度为-120~-160m,可以作为整个海底矿床开采完毕后回采保安护顶矿柱时的参考依据。

关键词：海底金矿海底煤矿保安护顶矿(岩)柱矿柱回采