成果名称:程潮铁矿井下泥石流诱发机理及防治对策研究
申请单位:北京科技大学
成果编号:鉴字[教SW2007]第048号
鉴定日期:2007.7.19
学 科:土建水
成果简介(1000字以内,可公开部分)
程潮铁矿自1969年正式投产至今,共计出现过4次较大规模的井下泥石流事故。其中,第4次是2004年的6月24日,涌泥量15000m3,电力设备遭破坏,并造成人员伤亡和3000余米巷道报废,给人身财产及矿山生产所造成严重损失。
鉴于井下泥石流灾害的普遍性、防治紧迫性和复杂性,武钢矿业公司与北京科技大学和中国有色工程设计研究总院签署了的科研合同。研究的主要内容包括:
(1)矿区工程地质与水文地质
对程潮铁矿东西区矿床工程地质和水文地质环境进行了分析,着重对区域构造,矿体规模、形态、产状、构造、节理裂隙发育程度,矿床及其顶底板围岩的稳定性,以及水文地质概况进行了阐述。
(2)井下泥石流事故调查及原因分析
着重对危害最严重的“6.24”事故进行了较为详细的原因分析。研究内容包括:泥石流事故调查,对采矿生产的影响分析,井下采场黄泥点分布特征分析和诱发井下泥石流的原因分析。
(3)井下黄泥物理力学性质实验
研究内容包括三个方面,一是对黄土的基本力学参数进行了实验测定;二是对泥石流基本物理参数进行了测定;三是现场泥石流物理特性实验。
(4)井下泥石流形成影响因素分析
从地形条件、地质条件、水源条件和矿体条件四个方面对井下泥石流形成的自然因素进行了分析,采用专家调查和层次分析方法对井下泥石流形成影响因素进行深入研究,最终建立的井下泥石流形成影响因素指标体系。
(5)井下泥石流发生机理数值模拟研究
首次采用PFC3D模拟软件分别对泥石流发生的动态过程和不同覆盖层厚度对地表沉降的影响进行了模拟研究,较为全面和系统地揭示了井下泥石流发生的机理及动态演化过程。
(6)井下泥石流发生危险度预测方法及应用研究
采用分段模糊BP神经网络方法研制开发一个集数据处理和井下泥石流危险度预测预报于一体的危险度预测综合应用系统,实现了对矿山井下泥石流发生危险度的动态实时预测,具有较强的实用价值和较好的推广价值。
(7)井下泥石流预防治理工程对策研究
提出采用加强井下出矿管理、制订和落实井下泥石流管理实施细则、塌陷区四周修建截水沟、修建永久排洪港等防治措施可行和有效。
经过两年矿校院三方的共同努力,超额完成了合同中规定的研究内容,达到并超过了相应的技术指标。自2005年1月至2006年12月科研期间,共获得经济效益2800.21万元。
井下泥石流得到有效的预防和初步控制,改善了职工的生产环境,提高了安全意识,基本上消除了对泥石流的恐惧心理。