地下金属矿山灾害防治技术PDF电子书下载

1 概述 1

1.1 金属矿床的分类与特性 1

1.1.1 金属矿石的种类 1

1.1.2 金属矿床的分类 1

1.1.3 金属矿床的特性 2

1.2 金属矿床采矿与安全 2

1.2.1 采矿方法分类 2

1.2.2 地下金属矿山灾害分类 3

1.3 武钢矿业公司主要矿山简介 7

1.3.1 程潮铁矿 7

1.3.2 大冶铁矿 8

1.3.3 金山店铁矿 8

2 深埋破碎松软矿体采准巷道综合维护技术与实践 9

2.1 软岩的分类及其工程特点 9

2.1.1 软岩的分类及力学特性 9

2.1.2 基于三轴实验的软岩破坏准则 10

2.1.3 软岩采准巷道的变形规律 13

2.1.4 软岩巷道的工程特征 18

2.1.5 软岩巷道的支护原则 18

2.2 矿岩水理特性研究 19

2.2.1 矿岩所含矿物成分类型及含量 19

2.2.2 亲水性 19

2.2.3 崩解特性 21

2.2.4 膨胀特性 23

2.2.5 矿岩的软化性 24

2.2.6 水理性机理分析 25

2.3 采动应力分布规律与围岩变形机理 28

2.3.1 采动地压显现的宏观特征 28

2.3.2 采动应力分布规律 30

2.3.3 无底柱采场巷道围岩变形机理 33

2.3.4 围岩变形破坏机制 38

2.3.5 联巷岔口稳定性分析 40

2.4 井巷综合维护技术与工程实践 41

2.4.1 概述 41

2.4.2 垮冒巷道直接维护技术 42

2.4.3 采场巷道间接综合维护措施 44

2.4.4 采场巷道支护技术改进 49

2.4.5 采场巷道垮冒综合治理效果 52

2.5 采准巷道支护专家系统的研究与实践 54

2.5.1 采准巷道分级支护设计 54

2.5.2 BP神经网络算法的基本原理 60

2.5.3 支护专家系统开发可行性研究 65

2.5.4 程潮铁矿支护专家系统的开发与应用 75

3 主溜井特大塌方综合治理及稳定性分析 85

3.1 绪论 85

3.1.1 问题的提出 85

3.1.2 国内溜井使用及研究的现状 88

3.1.3 岩石预应力锚固技术的研究概况 89

3.1.4 锚固工程设计方法及存在的主要问题 91

3.1.5 灌浆技术的发展现状及理论研究 92

3.1.6 技术路线 94

3.2 主溜井破坏因素分析 95

3.2.1 溜破系统岩体工程稳定性评价 95

3.2.2 岩体力学计算参数的确定 97

3.2.3 数值计算方法的选择 97

3.2.4 主溜井稳定性主要影响因素分析 98

3.3 主溜井加固工程实例 109

3.3.1 新城金矿主溜井加固工程 109

3.3.2 小官庄铁矿主溜井截堵工程 113

3.3.3 焦家金矿1号主溜井加固 117

3.4 程潮铁矿2号主溜井返修加固的工程结构 119

3.4.1 传统加固方法存在的问题 119

3.4.2 2号主溜井垮冒后围岩稳定性评价 120

3.4.3 主溜井整体加固结构设计 129

3.5 二次高压灌浆预应力锚固技术的施工工艺及作用机理 142

3.5.1 岩层二次高压灌浆预应力锚固技术的特点及实施过程 142

3.5.2 岩层高压灌浆作用机理研究 144

3.5.3 锚索与灌浆体相互作用机制的分析研究 145

3.6 高压灌浆预应力锚索参数的设计与优化 152

3.6.1 预应力锚索参数的理论设计 153

3.6.2 预应力锚索参数的优化 154

3.7 主溜井加固效果稳定性数值分析及工程验证 156

3.7.1 2号主溜井加固效果稳定性数值分析 156

3.7.2 2号主溜井加固效果稳定性的工程验证 174

3.8 结论 177

4 崩落法开采围岩错动机理及工程对策 179

4.1 概述 179

4.1.1金属矿山地表移动研究的特点和难点 179

4.1.2地表移动的研究方法及现状 180

4.1.3金属矿岩层移动研究进展 182

4.1.4 岩层移动的工程控制研究状况 182

4.2 地下金属矿山崩落法采矿岩层移动规律调查 183

4.2.1 影响地表变形的方面和因素 183

4.2.2 无底柱分段崩落采矿法矿山地表移动调查实例 186

4.3 无底柱分段崩落采矿矿岩移动过程与机理 195

4.3.1 基本工艺及特点 195

4.3.2 矿岩崩落与地表移动机理 195

4.4 东主井地表岩层变形监测与错动机理 199

4.4.1 矿区地质概况 199

4.4.2 开采过程调查 200

4.4.3 东区地表塌陷情况调查 200

4.4.4 东区近期地表移动监测 206

4.4.5 东主井地表变形破坏机理 212

4.5 程潮铁矿西区地表围岩崩落机理与移动规律预测 222

4.5.1 岩石力学性质实验和岩体绝对应力量测 222

4.5.2 西区地表移动规律神经网络智能预测 225

4.5.3 西区开采地表移动变形预测数值模拟研究 242

4.5.4 西区地表变形预计的随机介质理论 274

4.5.5 西区开采围岩错动对工程建设影响和对策 282

4.6 金山店铁矿地表围岩崩落机理与移动规律预测 285

4.6.1 地表变形的宏观表现及其特征 285

4.6.2 地表变形地质分析及围岩移动过程 286

4.6.3 地表变形离散单元法模拟计算分析 287

4.6.4 平行矿体同步开采相似材料模拟 294

5 深凹露天转地下安全开采技术 308

5.1 概述 308

5.1.1 国外露天转地下开采的技术发展现状 309

5.1.2 国内露天转地下开采的技术发展现状 309

5.1.3 金属矿山露天转地下开采的安全技术问题 310

5.1.4 露天工作的安全措施 311

5.2 大冶铁矿工程背景 313

5.2.1 矿区地质 314

5.2.2 矿体地质特征 316

5.2.3 矿床开采技术条件 316

5.2.4 矿床开拓 317

5.2.5 开采顺序 318

5.2.6 开采现状 319

5.3 大冶铁矿最终边坡稳定性研究 320

5.3.1 东露天边坡稳定性研究总结 320

5.3.2 东露天转地下开采岩体力学指标研究 324

5.3.3 本次计算参数的确定 328

5.3.4 计算剖面的选取 329

5.3.5 边坡岩体稳定性监测 331

5.3.6 极限平衡理论计算边坡稳定性 334

5.3.7 数值模拟计算 339

5.4 露天转地下开采巷道围岩应力场变化规律 348

5.4.1 问题的提出 348

5.4.2 采场地压显现和巷道稳定性调查 349

5.4.3 采准巷道稳定性模拟计算分析 350

5.5 深凹露天转地下开采对边坡稳定性的影响 369

5.5.1 模拟计算方案 369

5.5.2 剖面VI′露天转地下开采 370

5.5.3 剖面V′露天转地下开采 378

5.5.4 剖面I-2露天转地下开采 384

5.6 东露天转地下开采地表错动范围 388

5.6.1 VI′剖面开采错动范围 389

5.6.2 V′剖面开采错动范围 391

5.6.3 1-2剖面开采错动范围 393

5.6.4 东露天转地下开采错动范围的确定 393

5.7 露天转地下开采的井下防洪排水 396

5.7.1 设计频率暴雨径流渗入量计算 397

5.7.2 工程实例 398

5.8 露天矿残留矿柱的安全回采 403

5.8.1 露天坑底矿柱回采 403

5.8.2 露天边帮残留矿体回采 407

5.8.3 露天矿残留三角矿柱回采 410

5.8.4 工程实例 411

参考文献 421