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金属矿灾源空区信息获取及危险性分析

王国焘  
【摘要】: 采空区是地下资源安全开采面临的最主要灾源之一。本文综合运用理论分析、现场探测、数值模拟等方法,以采空区精密探测技术为基础,紧密结合“采空区激光精密探测技术应用研究”科研课题,以矿业建模软件SURPAC及数值分析软件MIDAS/GTS、FLAC3D等工具为手段,针对冬瓜山铜矿大团山矿段灾源空区工程实际,开展金属矿灾源空区信息获取及危险性分析研究,主要研究内容如下: 1.运用空区激光精密探测系统CMS对冬瓜山铜矿大团山矿段灾源空区进行现场探测,以实测数据为基础,采用SURPAC软件构建了采空区的三维可视化模型,准确获得了采空区的体积、顶板暴露面积、实际边界等相关信息,实现对冬瓜山铜矿大团山矿段灾源空区相关信息的准确有效获取。 2.建立了金属矿空区危险度评价指标体系及金属矿采空区基于模糊模式识别的模糊综合评价模型,针对冬瓜山铜矿大团山矿段空区实际情况,对采空区危险性进行模糊综合评价和分析,得出采空区危险度等级。 3.在对空区CMS实测的基础上,将SURPAC环境下的空区模型导入到MIDAS/GTS环境中,并在MIDAS/GTS中构建前处理模型,最后通过转换程序将前处理模型导入到FLAC3D中,构建了能反映复杂采空区真实形态的危险性三维数值分析模型,并进行了数值计算;成功的实现了将MIDAS/GTS强大的建模功能与FLAC3D后处理能力有机结合。将空区实测结果与数值分析结果进行了对比分析,验证了对数值分析结果的可靠性。 4.在对空区危险度模糊综合评价及数值分析的基础上,综合考虑空区周边环境、空区形态、位置等因素,对灾源空区提出了的处理方案,为实施对空区的有效处理提供了技术支持。 以先进的采空区精密探测及建模技术和MIDAS/GTS、FLAC3D等数值分析工具为手段,在准确获取空区相关信息的基础上进行空区危险性分析,为有效的进行预防由采空区引发的灾害,防止和控制矿山重、特大事故发生起到支持作用,具有理论与现实意义。


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