检索结果-南通市图书馆

向斜构造区特厚煤层开采覆岩结构稳定性及突水压架机理

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煤炭学报 2024年第9期49卷 3745-3758页

作者：刘怀东刘长友杨培举王晨鸿杨敬轩中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 紫金矿业集团紫金(长沙)工程技术有限公司湖南长沙410000

针对陕西省永陇矿区褶曲构造带突水压架事故频发问题,以陕西省郭家河煤矿为工程背景,采用现场调研、物理实验与理论分析的方法,确定了导致工作面突水压架的主要含水层,得出了向斜构造区煤层开采覆岩破断失稳特征,建立了考虑承压水作用... 详细信息

针对陕西省永陇矿区褶曲构造带突水压架事故频发问题,以陕西省郭家河煤矿为工程背景,采用现场调研、物理实验与理论分析的方法,确定了导致工作面突水压架的主要含水层,得出了向斜构造区煤层开采覆岩破断失稳特征,建立了考虑承压水作用的覆岩结构力学模型,推导了工作面突水压架的临界水压力,揭示了向斜构造区突水压架机理。研究表明:①1303、1304、1308等已开采工作面在向斜轴部区域均发生过突水压架事故,宜君组岩层是导致工作面突水事故的主要含水层,煤层之上102.5 m处厚度为28.53 m的中粒砂岩为隔水关键层。隔水关键层断裂后,其上部100.51 m载荷层同步破断,导水裂隙带导通宜君组含水层。②在向斜构造区俯采阶段,顶板覆岩具有多层亚关键层并形成多离层区。向斜轴部岩层破断角竖直发育,顶板破坏程度最高,压架风险最大。③顶板突水致使覆岩结构失稳是导致压架事故发生的关键。承压水对顶板岩层稳定性的影响主要表现为:增加了覆岩载荷传递的连续性,降低了组合亚关键层的承载能力;构成了组合亚关键层的附加载荷。④防止突水压架所需的支护阻力随承压水压力的增大而加速增加,工作面发生突水压架事故的临界承压水压力为0.98 MPa。控制导水裂隙带发育高度与降低宜君组承压水压力是保证工作面不发生压架事故的关键。

关键词：突水压架向斜构造相似材料模拟覆岩结构支架围岩关系

流固耦合作用下含不同长度裂隙灰岩注浆加固特性试验研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 189-199页

作者：陈军涛李昊贾东秀马庆李文昕山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 山东科技大学矿业工程国家级实验教学示范中心山东青岛266590 山东能源新汶矿业集团有限责任公司邱集煤矿山东德州251105 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

黄河北煤田因矿井水害影响,安全高效开采煤炭资源成为矿井发展的关键瓶颈。注浆技术是当前解决矿井水害问题的重要手段,不仅能解放大量受到水害威胁的煤炭资源,而且对保护地下水资源具有积极意义。对黄河北煤田邱集煤矿取得的灰岩试样... 详细信息

黄河北煤田因矿井水害影响,安全高效开采煤炭资源成为矿井发展的关键瓶颈。注浆技术是当前解决矿井水害问题的重要手段,不仅能解放大量受到水害威胁的煤炭资源,而且对保护地下水资源具有积极意义。对黄河北煤田邱集煤矿取得的灰岩试样开展室试验,观察了灰岩的细观特征,获取了流固耦合作用下含不同长度裂隙灰岩的力学特性及注浆加固特性,通过理论分析得到了灰岩随预制裂隙长度变化时,起裂强度的变化规律,分析了注浆加固机理。结果表明:注浆后岩石的强度、韧性得到明显改善,注浆前的灰岩有明显的脆性特征,注浆后灰岩的脆性降低延性增强;注浆加固体的破坏程度随着裂隙长度的增加越来越剧烈,当裂隙长度较大时伴随有水平方向的裂隙发育;注浆加固体的峰前渗透率的降低程度较小,峰后渗透率有明显的降低,灰岩渗透率最大阶段产生在峰后阶段、而渗透率最小的阶段发生在应力–应变曲线的线弹性阶段,并且裂隙长度越长越容易出现渗透率双峰现象。使用连续介质力学理论推导得到了注浆加固体起裂强度和断裂韧度的计算式,理论证明了注浆加固体的强度大于原岩试样;岩石弹性模量与注浆形成的结合体的弹性模量的差异越大,注浆对岩石强度的影响越弱。

关键词：注浆加固裂隙长度流固耦合渗透率起裂强度

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含氟氯氧化锌烟尘的梯级处理工艺试验研究

湿法冶金 2024年

作者：吴星琳紫金矿业集团股份有限公司昆明理工大学冶金与能源工程学院

针对氧化锌冶炼烟尘中氟氯含量高，直接返回系统易导致阴阳极板腐蚀、电积锌质量差等问题，研究了采用“酸浸—石灰一次中和除氟—石灰二次中和沉锌”梯级处理工艺从氧化锌冶炼烟尘中回收锌。结果表明：在浸出温度80 ℃，浸出终点pH=1.... 详细信息

针对氧化锌冶炼烟尘中氟氯含量高，直接返回系统易导致阴阳极板腐蚀、电积锌质量差等问题，研究了采用“酸浸—石灰一次中和除氟—石灰二次中和沉锌”梯级处理工艺从氧化锌冶炼烟尘中回收锌。结果表明：在浸出温度80 ℃，浸出终点pH=1.0，液固体积质量比4/1，浸出时间1 h的优化工艺条件下，Zn、F、Cl浸出率分别为96.15%、95.26%、97.44%；用石灰调节酸浸液沉淀反应终点pH至5.2时，氟沉淀率为95.17%，而锌损失率仅为1.73%；用石灰二次调节除氟后液沉淀反应终点pH为8.0时，锌能全部沉淀，所得中和渣中锌质量分数为24%左右；全流程工艺的氟、氯脱除率分别为92%、97%左右，锌回收率>90%，同时铅、银可进入酸浸渣中加以回收。该工艺可实现危害元素氟、氯的高效脱除及锌、铅、银的有效回收，具有一定推广价值。

关键词：氧化锌烟尘锌电积浸出氟氯脱除梯级处理工艺

掘进巷道直流电法四极装置超前探测的模拟及应用研究

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地球物理学进展 2024年第1期39卷 412-420页

作者：高卫富王立栋訾建潇韩腾腾郭玉成王乃军山东科技大学能源与矿业工程学院青岛266000 山东科技大学资源学院泰安271000 鲁西矿业集团梁宝寺能源有限责任公司济宁272100 鲁西矿业集团单县能源有限责任公司菏泽274300 山东科技大学泰安271000

为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探测中的效果,本文以矿井直流电法超前探测原理为基础,通过分析COMSOL Multiphysics点电源正演模型模拟值与理论值的误差,验证了COMSOL Multiphysics研究直流电法超前探测的可靠性与可行性;建... 详细信息

为研究矿井直流电法四极装置在掘进巷道超前探测中的效果,本文以矿井直流电法超前探测原理为基础,通过分析COMSOL Multiphysics点电源正演模型模拟值与理论值的误差,验证了COMSOL Multiphysics研究直流电法超前探测的可靠性与可行性;建立巷道超前探测三维地电模型,通过正演模拟,分析了巷道空腔对数据的影响,对比了二极、三极装置与四极装置的探测效果及对不同距离低阻体的响应特征;基于相似性原理构建物理模拟实验,绘制了超前探测视电阻率等值线图,研究了四极装置对迎头前方不同形状、距离异常体的实际探测效果.研究结果表明:直流电法四极装置能够对迎头前方低阻体产生异常响应,探测数据剔除巷道空腔影响后,能够精准识别出异常体的横向位置;并且相较于板状异常体,四极装置对球状异常体的超前探测效果更好.通过将直流电法四极装置超前探测应用于工程实例中,经钻探验证与探测效果一致,说明该技术具有很强的实用性和推广性.

关键词：巷道超前勘探直流电法四极装置正演模拟物理模拟异常响应

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塞尔维亚蒂莫克铜金矿集区典型矿床地质特征

地质通报 2024年第2期43卷 270-288页

作者：周小深刘文元单思齐陈娟张安顺谢桂青林新仁饶东平王虎林健福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350000 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200 中国地质大学科学研究院北京100083

特提斯成矿带是全球三大成矿带之一,阿普塞尼(Apuseni)-巴纳特(Banat)-蒂莫克(Timok)-斯雷德诺戈里斯基(Srednogorie)岩浆成矿带(ABTS多金属成矿带)位于特提斯成矿带西缘,由阿普塞尼–巴纳特铁铜铅锌矿集区、蒂莫克铜金矿集区和斯雷德... 详细信息

特提斯成矿带是全球三大成矿带之一,阿普塞尼(Apuseni)-巴纳特(Banat)-蒂莫克(Timok)-斯雷德诺戈里斯基(Srednogorie)岩浆成矿带(ABTS多金属成矿带)位于特提斯成矿带西缘,由阿普塞尼–巴纳特铁铜铅锌矿集区、蒂莫克铜金矿集区和斯雷德诺戈里斯基铜金矿集区组成,成矿作用主要与晚白垩世钙碱性岩浆活动有关。塞尔维亚蒂莫克铜金矿集区作为ABTS多金属成矿带经济意义巨大的矿集区之一,总结该地区矿床地质特征及成矿规律对下一步的找矿勘查具有重要指导意义。综述了蒂莫克铜金矿集区及其典型矿床的地质特征,总结了矿集区成矿规律与动力学背景。蒂莫克铜金矿集区典型矿床形成时代集中在88~78 Ma之间,成矿作用历时10 Ma左右,矿集区内成矿作用时代呈现出由东向西逐渐年轻的趋势。矿集区中典型矿床类型主要为斑岩型(如马伊丹佩克矿床、克里韦利矿床和瓦利亚斯特尔茨矿床)和高硫化浅成低温热液-斑岩型(如博尔矿床和丘卡卢佩吉矿床),这些矿床以铜金矿化为主。矿床类型、矿化特征及矿体埋深存在的差异可能与区域上新生代右旋构造在矿集区形成的逆冲推覆构造及成矿后不均匀剥蚀有关。根据矿集区典型矿床的矿化类型及矿体埋深海拔标高的变化趋势,认为矿集区北部—西北部和丘卡卢佩吉矿床东南部仍具有一定的找矿潜力。

关键词：特提斯成矿带塞尔维亚蒂莫克铜金矿集区浅成低温热液型铜金矿床斑岩型铜金矿床矿床地质特征

厚煤层大断面沿空巷道变形破坏机理及控制技术

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建井技术 2024年第2期45卷 78-83,94页

作者：王海亮任冬冬韩卫栋黄小虎马腾新汶矿业集团(伊犁)能源开发有限责任公司一矿新疆伊宁835000 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

针对沿空巷道受多次采动叠加影响极易发生变形失稳破坏的难题,以某矿1505W工作面厚煤层综放开采工作面为研究背景,综合采用理论分析、现场实测、数值模拟等多种研究方法探讨分析了沿空巷道围岩失稳破坏机制,并提出了围岩“浅部、深部、... 详细信息

针对沿空巷道受多次采动叠加影响极易发生变形失稳破坏的难题,以某矿1505W工作面厚煤层综放开采工作面为研究背景,综合采用理论分析、现场实测、数值模拟等多种研究方法探讨分析了沿空巷道围岩失稳破坏机制,并提出了围岩“浅部、深部、表层”控制方案。现场试验结果表明,提出的控制方案能够使巷道浅、深部围岩形成统一的整体,有效抑制了沿空巷道围岩变形,提高了巷道的稳定性。

关键词：厚煤层大断面沿空巷道围岩变形支护优化

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硬岩矿体自然崩落过程成拱特征及其边界弱化

金属矿山 2024年第5期 84-91页

作者：黄明清张厚缘郭晓强郑其伟刘青灵福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

硬岩矿体自然崩落过程中崩落顶板压力拱加剧了崩落边界的应力集中,崩落进程易受拱脚两侧的夹制而受阻。通过崩落顶板压力拱极限自稳平衡计算及数值模拟分析硬岩崩落顶板成拱特征及崩落中止的潜在区域,进而探讨通过边界弱化来预处理硬岩... 详细信息

硬岩矿体自然崩落过程中崩落顶板压力拱加剧了崩落边界的应力集中,崩落进程易受拱脚两侧的夹制而受阻。通过崩落顶板压力拱极限自稳平衡计算及数值模拟分析硬岩崩落顶板成拱特征及崩落中止的潜在区域,进而探讨通过边界弱化来预处理硬岩的工程措施。引入成拱系数及崩落损伤因子表征拉底上方不同区域岩体塑性区的逐年发展趋势,采用塑性区相对位置反映割帮位置及割帮时机,从而解决边界弱化的时效性问题。结果表明:硬岩矿体在上向崩落过程中,崩落顶板易形成自稳平衡拱并引起崩落减缓或中止,崩落顶板顶部压力和水平压力是引起压力拱持续破坏的直接因素;拉底推进时崩落压力拱跨度以非均匀速率不断增加,压力拱边界随着拉底的推进而不断前移,且拉底推进线前方始终处于高应力集中区域。当上盘矿岩交界处塑性区出现的时间滞后于拉底前锋时,可采用割帮来破坏崩落拱平衡并促进持续崩落。研究结果有助于确定硬岩矿体自然崩落法边界弱化的区域与时机。

关键词：自然崩落法平衡拱边界弱化崩落损伤因子

自然崩落法拉底参数对矿岩初始与持续崩落的影响机制

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金属矿山 2024年第8期 1-9页

作者：王伟澄黄明清刘青灵高忠唐绍辉福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

矿岩自然崩落过程中初始崩落与持续崩落的作用机制影响崩落时空演化规律。为了研究拉底方向与拉底高度对自然崩落法矿山初始与持续崩落过程的影响,采用FLAC3D数值模拟,开展斑岩型厚大铜矿拉底推进方向垂直或平行于最大主应力方向、拉底... 详细信息

矿岩自然崩落过程中初始崩落与持续崩落的作用机制影响崩落时空演化规律。为了研究拉底方向与拉底高度对自然崩落法矿山初始与持续崩落过程的影响,采用FLAC3D数值模拟,开展斑岩型厚大铜矿拉底推进方向垂直或平行于最大主应力方向、拉底高度8~12 m条件下的初始崩落条件、持续崩落条件、崩落体形态、崩落矿量的规律研究。结果表明,累积拉底面积与崩落高度呈二次函数关系;在发生初始崩落后,累积拉底面积与累积崩落矿量呈指数函数关系。当拉底方向一定时,崩落高度随着拉底高度的增大而增大,且拉底高度大时有利于提早诱发初始崩落与持续崩落,累积崩落矿量整体呈增长趋势。拉底方向垂直最大主应力时比平行于最大主应力时更易诱发初始崩落、持续崩落。研究结果揭示了拉底参数对矿岩初始与持续崩落的影响机制,可为硬岩矿山自然崩落法的基础研究提供依据。

关键词：拉底高度拉底方向崩落规律初始崩落持续崩落

硬岩水力定向压裂裂缝扩展对天然裂缝的响应行为

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金属矿山 2024年第4期 53-61页

作者：王伟澄黄明清黄敏唐绍辉福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

水力压裂是硬岩金属矿山崩落法开采的关键预处理手段,但矿体中天然裂隙的存在限制了水力裂缝定向扩展与空间展布形态。为研究在含天然裂缝的铜矿体中天然裂缝的长度和水平距离对定向水力裂缝扩展路径的影响,利用ABAQUS建立了嵌入黏聚力... 详细信息

水力压裂是硬岩金属矿山崩落法开采的关键预处理手段,但矿体中天然裂隙的存在限制了水力裂缝定向扩展与空间展布形态。为研究在含天然裂缝的铜矿体中天然裂缝的长度和水平距离对定向水力裂缝扩展路径的影响,利用ABAQUS建立了嵌入黏聚力单元的有限元模型,模拟不同天然裂缝长度和水平距离条件下的水力压裂行为。结果表明,天然裂缝的长度和水平距离对裂缝的扩展具有积极影响。天然裂缝长度与水力裂缝扩展半径呈指数关系,天然裂缝水平距离与水力裂缝扩展半径呈线性关系。在0~1.5 MPa低地应力差条件下,随着天然裂缝水平距离的减少或天然裂缝长度的增加,水力裂缝的扩展半径越大。研究结果对硬岩天然裂缝条件下的水力压裂裂缝定向扩展与调控有积极的指导意义。

关键词：黏聚力单元裂缝扩展天然裂缝水力裂缝孔隙发育