[01439000]金属矿开采过程地压综合监测与动态调控技术

随着矿山开采深度的增加,由于岩体开挖诱发的采场顶板大面积塌方和岩爆动力灾害问题日益突出,严重威胁着矿山的安全生产。本项目采用岩石力学实验、理论分析、现场原位监测等多手段,对回采过程中岩石破裂机理、地压灾害前兆特征、地压动态调控技术等内容进行了系统性研究,取得了如下创新性成果： 1.采用多种理论对岩石失稳破坏过程中微裂纹的扩展演化规律、群集特征和相互作用进行了深入分析,进一步揭示了岩石破坏机制,尤其是对岩石失稳破坏的前兆特征研究为开展地压灾害预报预测技术研发提供了理论基础; 2.采用微震、声发射、多点位移计、钻孔摄像等多种手段,对回采过程中采场围岩变形破坏进行了静态和动态监测,建立了基于多元监测信息岩体稳定性评价方法,大幅度提高了地压活动规律预报预测的精确性和可靠性; 3.“大范围宏观监测与局部重点监测相结合的方法”为矿山地压监测的开展提供了良好的方案,即保证了监测的有效性,同时节约了成本,实现社会效益和经济效益的最大化; 4.采用集物理实验、数值分析、现场监测、灾变控制于一体的多种灾害分析手段和评价方法,研发了矿山井下灾害综合分析预测系统,通过实时的数据分析处理,评估岩体稳定性和井下灾害发生的潜在区域,有效指导矿山安全生产; 5.根据采场地压活动规律研究成果,提出了基于震动监测分析优化爆破参数、基于围岩稳定性分析确定回采顺序、优化采场结构参数和支护参数的地压动态调控技术,有效实现了采场地压灾害的预防和控制,实现了矿山的安全高效开采。 本成果成功应用于中国有色集团抚顺红透山矿业有限公司铜锌矿区深部矿床开采、山东黄金归来庄金矿高陡边坡下露天转地下开采等金属矿山,实现了安全高效开采,获得直接经济效益达2.2亿元,并取得了显著社会效益。 本成果在《Int J Rock Mechanics and Mining Sciences》、《岩石力学与工程学报》等国际、国内著名期刊上发表SCI、EI、ISTP收录论文30篇,申请发明专利3项。